จอแสดงผลโฮโลแกรมก้าวหน้า เตรียมพลิกโฉมอุตสาหกรรมเทคโนโลยีภาพ

ลองจินตนาการดูภาพสามมิติที่เหมือนชีวิตจริงๆ ที่ปรากฏอยู่หน้าตาคุณ โดยไม่ต้องมีแว่นตาหรือหูฟังพิเศษนี่ไม่ใช่นิยายวิทยาศาสตร์ มันคือเทคโนโลยีการแสดงภาพโฮโลแกรฟิกในอนาคต ที่เรากําลังทํางานเพื่อบรรลุโดยการใช้หลักการของการสับสับแสง เพื่อสร้างเนื้อหาดิจิตอล 3 มิติ เทคโนโลยีแพร่หลายนี้ กําลังเปลี่ยนจากห้องปฏิบัติการ ไปใช้ในโลกจริงการเปลี่ยนแปลงที่น่าหวังในหลายสาขา.

จอแสดงภาพแบบโฮโลแกรฟิกสร้างภาพที่ออกแบบโดยใช้โฮโลแกรม แทนที่จะใช้เทคนิคการถ่ายภาพแบบปกติ โดยการนําแสงขาวหรือเลเซอร์มันผลิตภาพสองหรือสามมิติที่สว่างขณะที่โฮโลแกรมง่ายๆ สามารถสร้างได้โดยใช้แสงธรรมชาติ แต่การถ่ายภาพ 3 มิติที่แท้จริงต้องใช้โปรเจคเตอร์โฮโลแกรมที่ใช้เลเซอร์

แนวคิดหลัก - ที่เดนนิส กาบอร์เสนอครั้งแรกในช่วงปี 1940 - รวมถึงการสร้างการกระจายแสงของฉาก 3 มิติใหม่ เพื่อให้สัญญาณการรับรู้ความลึกทั้งหมดเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติกระบวนการนี้พึ่งพาการสับสนแสงและรูปแบบการแทรกแซงที่บันทึกไว้บนสื่อพิเศษที่อนุรักษ์ลักษณะแสง (ระยะ, อัมพลิทูด์และความยาวคลื่น) โฮโลแกรฟีที่สร้างโดยคอมพิวเตอร์ (CGH) ที่ทันสมัยใช้เครื่องปรับแสงพื้นที่ (SLMs) และเทคโนโลยีดิจิตอลเพื่อสร้างรูปแบบการขัดแย้งโฮโลแกรฟิกทําให้มีวิดีโอฮอลโลแกรฟิกแบบไดนามิค.

แม้จะถือว่าเป็นรูปแบบสุดท้ายของการแสดงภาพ 3 มิติ เทคโนโลยีโฮโลแกรฟิคเผชิญกับปัญหาด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่สําคัญความละเอียดของ SLM ปัจจุบันต่ํากว่าความต้องการทางทฤษฎีมากการใช้แสงสีฟ้าในการแสดงความกว้างของเส้นความยาวคลื่นครึ่งหนึ่ง จะต้องใช้ พิกเซลในแต่ละนิ้ว จํานวน 1,000 พิกเซลขณะที่โฮโลแกรมแบบไดนามิกต้องการอัตราการส่งข้อมูล ในระดับหลายร้อยพันล้านพิกเซลต่อวินาที.

SLM เป็นส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ที่สําคัญสําหรับจอโฮโลแกรฟิก โดยการปรับปรุงความยาวของคลื่นแสงและระยะในการสร้างภาพ 3 มิติ

• ความละเอียดสูง:ตัวอย่างเช่น การบรรลุจอขนาด 40 นิ้วที่มีมุมมอง 30 องศา ที่ความยาวคลื่น 0.6 μm ต้องการระยะระหว่างพิกเซลต่ํากว่า 0.97 μm และความละเอียดมากกว่า 764,000 × 430,000.
• พิกเซลขนาดเล็ก:ความห่างที่เล็กกว่า ทําให้มุมมองที่กว้างกว่า
• ประสิทธิภาพการปรับปรุงสูงปรับปรุงความสว่างและความแตกต่างของภาพ
• เวลาตอบสนองรวดเร็วสําคัญสําหรับการแสดงโฮโลแกรมแบบไดนามิก

เทคโนโลยี SLM ในปัจจุบันประกอบด้วย คริสตัลเหลวบนซิลิคอน (LCOS) และระบบไมโครไฟฟ้ากล (MEMS) แต่ละระบบมีข้อดีที่แตกต่างกันในความละเอียดเมื่อเทียบกับความเร็ว

ประเภทจอโฮโลแกรฟิกหลักสามประเภท ให้บริการกับการใช้งานที่แตกต่างกัน

โดยหลักแล้วสําหรับประสบการณ์ VR/AR ที่เป็นส่วนตัว HMDs แบบโฮโลแกรฟิกแสดงให้เห็นว่ามีความหวังในด้านการบิน รถยนต์ การวินิจฉัยทางการแพทย์ และการผ่าตัดมีความต้องการความกว้างแบนด์วิธต่ํากว่าระบบโฮโลแกรฟิกอื่น ๆ, HMDs อาจจะเป็นจอโฮโลแกรฟิกที่พร้อมสําหรับผู้บริโภคครั้งแรก

ช่องจอเหล่านี้ มีขนาดจํากัดหรือพื้นที่ดูถูกปรับปรุงให้เหมาะสมกับผู้ใช้แต่ละคนการใช้งานประกอบด้วยโทรทัศน์ 3 มิติระดับสูง และการจําลองคอมพิวเตอร์ที่การพกพาไม่จําเป็น.

สามารถนําเสนอโฮโลแกรมแบบพาราแล็กซ์เต็ม ให้กับผู้ชมหลายคนพร้อมกัน ระบบความละเอียดสูงเหล่านี้ มีคุณค่าพิเศษสําหรับการร่วมมือในการออกแบบ การผลิตและแอปพลิเคชันกีฬาการนําไปใช้ในปัจจุบันยังคงจํากัดในความละเอียด โดยปกติจะแสดงโฮโลแกรมขนาดเล็กที่นํามาแสดงก่อน

นักวิจัยกําลังใช้แนวทางหลายอย่าง เพื่อแก้ไขข้อจํากัดในปัจจุบัน

• SLM ความละเอียดสูง:วัสดุใหม่และกระบวนการผลิต มีเป้าหมายที่จะบรรลุความหนาแน่นของพิกเซลที่ไม่เคยมีมาก่อน
• คอมพิวเตอร์โฮโลแกรฟี:อัลการิทึมที่ก้าวหน้าเปลี่ยนฉาก 3 มิติเป็นโฮโลแกรม โดยมีวิธีการ CGH ที่ไม่ค่อยมีที่แสดงให้เห็นถึงความหวังในการลดภาระการคิดเลข
• การลดความรุนแรงของเสียงกระจายเทคนิคต่างๆ รวมถึงความหลากหลายทางสเปเชียล, เทมปอรอล และโปเลอเรชั่น ช่วยเพิ่มความแตกต่างของภาพและคุณภาพสี
• การออกแบบฝั่งคลื่น:อัตราปรับและคอมพิวเตอร์ออฟติกส์ ควบคุมลักษณะของคลื่นแสงอย่างแม่นยํา

ขณะที่ความท้าทายยังคงอยู่ เทคโนโลยีจอโฮโลแกรฟิกมีศักยภาพอันยิ่งใหญ่ในหลายสาขา

• การบันเทิง:ประสบการณ์การเล่นเกมส์, หนัง, และโทรทัศน์
• การศึกษา:วัสดุการเรียนรู้ 3 มิติปฏิสัมพันธ์
• การดูแลสุขภาพ:การถ่ายภาพทางการแพทย์, การจําลองการผ่าตัด และเทเลมedicine
• การออกแบบและการผลิต:การพัฒนาผลิตภัณฑ์และการสร้างต้นแบบแบบแบบแท้
• ทหาร:การจินตนาการสนามรบและการจําลองการฝึกอบรม

ความพยายามในการจัดมาตรฐาน เช่น แนวคิด JPEG Pleno กําลังช่วยขับเคลื่อนการนํามาใช้ในอุตสาหกรรม โดยการกําหนดโปรโตคอลสําหรับการจับ, การแสดงและการแลกเปลี่ยนเนื้อหาแบบโฮโลแกรฟิก

ในขณะที่เทคโนโลยีทางออปติก, โฟโตนิก, นาโนอิเล็กทรอนิกส์ และการประมวลผลสัญญาณ พัฒนาต่อไปเปลี่ยนแปลงแนวทางการปฏิสัมพันธ์กับข้อมูลดิจิตอล.