Через несколько лет мобильные устройства смогут проецировать 3D-изображения прямо над гаджетами. Трехмерную картинку можно будет видеть с любого направления, она будет цветная. Цена таких устройств останется доступной, обещают ученые.

В статье, вышедшей в последнем номере журнала Nature, группа инженеров компании Hewlett-Packard сообщает о разработанной ими новой технологии, способной без всякого стекла создавать движущиеся 3D-изображения над экранами мобильных телефонов или таблеток-планшетов. При этом угол обзора равен 180 градусов – зритель может перемещаться влево и вправо по отношению к изображению, заглядывая за него. При этом для достижения эффекта не требуются стереоочки или другие аксессуары, сообщает Technology Review.

Трехмерное кино, которое надо смотреть через специальные очки, сидя на одном месте, давно стало технологией прошлого века.

Создается такое впечатление, что и намного более продвинутое голографическое 3D, несмотря на всю свою идеальную приспособленность к созданию трехмерных изображений, в скором времени канет туда же, уступив место так называемым мультивидовым дисплеям.

Голография и на сегодня остается золотым стандартом для создания трехмерных изображений. В каждой точке этого изображения встречаются несколько лучей (скажем, лазерных), и зритель видит результат их интерференции. Но когда дело доходит до движущихся изображений, голограмма начинает быстро терять свои преимущества и фактически остается объектом научной фантастики.

Главное препятствие здесь — слишком много времени уходит на расчеты для создания новой сдвинутой голограммы, такой, чтобы ее можно было увидеть под любым углом зрения. Это уже не говоря о чрезмерной дороговизне и сложности устройства, создающего такие изображения.

Физик Дэвид Фэттел и его коллеги из лаборатории HP в Пало-Альто для создания своей концепции 3D-телевидения решили делать голограммоподобные изображения, используя дифракцию,

то есть эффект отклонения светового луча при прохождении через препятствие. Для того чтобы этого достичь, исследователи создали материал с нанобороздками, который поместили в систему подсветки дисплея. Исследователь HP Дэвид Фэтел (David Fattal) назвал эти нанобороздки «направляющими пикселями», которые заставляют лучи света идти в различных направлениях. По сути, это дифракционные решетки. Затем посылали вдоль плоскости стекла лучи, идущие от световых диодов. Бороздки группируются во множество круговых структур, устроенных так, чтобы через дифракцию посылать свет в одном направлении. Свет от каждой из таких круговых структур можно заблокировать, это достигается с помощью жидких кристаллов, тех самых, которые используются в обыкновенных LCD-мониторах.

Теперь, чтобы получить движущееся изображение, достаточно попеременно затемнять одни участки дифракционных решеток и высвечивать другие. По словам Фэттела, такой подход намного проще и дешевле, чем создание традиционных движущихся голограмм. При этом дисплей не использует вращающихся зеркал, лазеров и множества графических процессоров. В нем нет движущихся частей, как в других подобных установках.

Исследователями создано несколько прототипов 3D-экрана с круговыми дифракционными решетками размером в 12 микрон. Они способны создавать движущиеся изображения, причем не черно-белые, а цветные, которые с расстояния менее метра видны с разрешением до 127 пикселей на дюйм и движутся со скоростью до 30 изображений в секунду. Каждое объемное изображение при этом видно с 64 различных направлений, размещенных в угловом промежутке в 90 градусов.

Рис. 1. 3D-дисплей, разработанный учеными HP Labs.

Иначе говоря, такой прототип экрана уже сейчас можно монтировать в мобильном телефоне или планшете.

Изображение будет возникать над ним, и видеть его можно будет, даже перемещаясь по комнате. Для демонстрации исследователями были созданы движущиеся цветные образы — прыгающая лягушка и логотип компании в движущемся круге из разноцветных лампочек.

Однако таких мобильников и планшетов пользователям придется дожидаться еще несколько лет.

Инженерам еще нужно добиться того, чтобы трехмерную картинку можно было видеть с любого направления, к тому же требуется увеличить яркость, при этом сохранив коммерческую привлекательность нового гаджета.

Однако чтобы дисплей был действительно полезен, необходимо, чтобы контент, который будет на нем отображаться, содержал столько изображений, сколько точек обзора имеет этот дисплей, – то есть 200 в данном случае, отмечает Фэтел. Он добавил, что демонстрируемый объект необязательно снимать с 200 ракурсов – все дополнительные ракурсы могут быть воссозданы с помощью компьютерной программы.

По мнению исследователя MIT Media Lab Гордона Вецштейна (Gordon Wetzstein),

разработка ученых HP Labs является одной из немногих инноваций, позволяющих создавать действительно трехмерные изображения, висящие в воздухе. Большинство 3D-телевизоров и других коммерческих продуктов используют старые оптические хитрости для получения иллюзии глубины. Новый же дисплей HP «является прорывом за последние 100 лет», считает Вецштейн.