Θέτοντας το υπόβαθρο για μια νέα εποχή καθηλωτικών οθονών, οι ερευνητές βρίσκονται ένα βήμα πιο κοντά στην ανάμειξη του πραγματικού και του εικονικού κόσμου σε ένα συνηθισμένο ζευγάρι γυαλιά χρησιμοποιώντας τρισδιάστατες ολογραφικές εικόνες υψηλής ευκρίνειας, σύμφωνα με μια μελέτη από ερευνητές του Πανεπιστημίου Πρίνστον.

Οι ολογραφικές εικόνες έχουν πραγματικό βάθος επειδή είναι τρισδιάστατες, ενώ οι οθόνες προσομοιώνουν απλώς το βάθος σε μια οθόνη 2D. Επειδή βλέπουμε σε τρεις διαστάσεις, οι ολογραφικές εικόνες θα μπορούσαν να ενσωματωθούν απρόσκοπτα στην κανονική μας άποψη για τον καθημερινό κόσμο.

Το αποτέλεσμα είναι μια οθόνη εικονικής και επαυξημένης πραγματικότητας που έχει τη δυνατότητα να είναι πραγματικά καθηλωτική, το είδος όπου μπορείτε να κινείτε κανονικά το κεφάλι σας και να μην χάνετε ποτέ τις ολογραφικές εικόνες από την προβολή. «Για να αποκτήσετε μια παρόμοια εμπειρία χρησιμοποιώντας μια οθόνη, θα πρέπει να καθίσετε ακριβώς μπροστά σε μια κινηματογραφική οθόνη», δήλωσε ο Felix Heide, επίκουρος καθηγητής επιστήμης υπολογιστών και ανώτερος συγγραφέας σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στις 22 Απριλίου στο Nature Communications.

Και δεν θα χρειαστεί να φοράτε οθόνη μπροστά στα μάτια σας για να αποκτήσετε αυτή την καθηλωτική εμπειρία. Τα οπτικά στοιχεία που απαιτούνται για τη δημιουργία αυτών των εικόνων είναι μικροσκοπικά και θα μπορούσαν ενδεχομένως να χωρέσουν σε ένα κανονικό ζευγάρι γυαλιά. Οι οθόνες εικονικής πραγματικότητας που χρησιμοποιούν οθόνη, όπως κάνουν οι τρέχουσες οθόνες, απαιτούν πλήρη ακουστικά. Και τείνουν να είναι ογκώδεις επειδή πρέπει να φιλοξενήσουν μια οθόνη και το υλικό που είναι απαραίτητο για τη λειτουργία της.

«Η ολογραφία θα μπορούσε να κάνει τις οθόνες εικονικής και επαυξημένης πραγματικότητας εύκολα χρησιμοποιήσιμες, φορητές και εξαιρετικά λεπτές», είπε η Heide. Θα μπορούσαν να μεταμορφώσουν τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούμε με το περιβάλλον μας, τα πάντα, από τη λήψη οδηγιών κατά την οδήγηση, την παρακολούθηση ενός ασθενούς κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης, την πρόσβαση σε οδηγίες υδραυλικών κατά την επισκευή στο σπίτι.

Μία από τις πιο σημαντικές προκλήσεις είναι η ποιότητα. Οι ολογραφικές εικόνες δημιουργούνται από μια μικρή συσκευή που μοιάζει με τσιπ που ονομάζεται χωρικός διαμορφωτής φωτός. Μέχρι τώρα, αυτοί οι διαμορφωτές μπορούσαν να δημιουργήσουν μόνο εικόνες που είναι είτε μικρές και καθαρές είτε μεγάλες και ασαφείς. Αυτή η αντιστάθμιση μεταξύ του μεγέθους της εικόνας και της σαφήνειας έχει ως αποτέλεσμα ένα στενό οπτικό πεδίο, πολύ στενό για να προσφέρει στον χρήστη μια καθηλωτική εμπειρία. “Αν κοιτάξετε προς τις γωνίες της οθόνης, ολόκληρη η εικόνα μπορεί να εξαφανιστεί”, δήλωσε ο Nathan Matsuda, ερευνητής στο Meta και συν-συγγραφέας στο χαρτί.

Η Heide, η Matsuda και ο Ethan Tseng, διδακτορικός φοιτητής στην επιστήμη των υπολογιστών, δημιούργησαν μια συσκευή για τη βελτίωση της ποιότητας της εικόνας και την επίλυση αυτού του προβλήματος. Μαζί με τους συνεργάτες τους, κατασκεύασαν ένα δεύτερο οπτικό στοιχείο για να λειτουργεί παράλληλα με τον διαμορφωτή χωρικού φωτός. Η συσκευή τους φιλτράρει το φως από τον χωρικό διαμορφωτή φωτός για να επεκτείνει το οπτικό πεδίο διατηρώντας παράλληλα τη σταθερότητα και την πιστότητα της εικόνας. Δημιουργεί μια μεγαλύτερη εικόνα με ελάχιστη μόνο πτώση της ποιότητας.

Η ποιότητα της εικόνας ήταν μια βασική πρόκληση που εμποδίζει τις πρακτικές εφαρμογές των ολογραφικών οθονών, είπε ο Matsuda. «Η έρευνα μας φέρνει ένα βήμα πιο κοντά στην επίλυση αυτής της πρόκλησης», είπε.

Το νέο οπτικό στοιχείο μοιάζει με ένα πολύ μικρό κομμάτι παγωμένου γυαλιού, ειδικά κατασκευασμένο, είπε η Heide. Το μοτίβο που είναι χαραγμένο στο παγωμένο γυαλί είναι το κλειδί. Σχεδιασμένη χρησιμοποιώντας τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης και οπτικών τεχνών, η χαραγμένη επιφάνεια διασκορπίζει το φως που δημιουργείται από τον διαμορφωτή χωρικού φωτός με πολύ ακριβή τρόπο, ωθώντας ορισμένα στοιχεία μιας εικόνας σε ζώνες συχνοτήτων που δεν γίνονται εύκολα αντιληπτές από το ανθρώπινο μάτι. Αυτό βελτιώνει την ποιότητα της ολογραφικής εικόνας και διευρύνει το οπτικό πεδίο.

Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν εμπόδια για τη δημιουργία μιας λειτουργικής ολογραφικής οθόνης. Η ποιότητα της εικόνας δεν είναι ακόμη τέλεια, είπε ο Heide, και η διαδικασία κατασκευής των οπτικών στοιχείων πρέπει να βελτιωθεί. «Πρέπει να συνενωθεί πολλή τεχνολογία για να γίνει αυτό εφικτό», είπε η Heide. «Αλλά αυτή η έρευνα δείχνει μια πορεία προς τα εμπρός».

photo: freepik