Ρεαλιστικό 3D χωρίς ειδικά γυαλιά

Οθόνη με υγρούς κρυστάλλους νέας γενιάς κατασκεύασαν επιστήμονες του ρωσικού Ινστιτούτου Φυσικής, στην οποία μπορούμε να δούμε το αντικείμενο που απεικονίζεται, σε 3D απόδοση, χωρίς γυαλιά, υπό διαφορετικές γωνίες, ακόμα και να ρίξουμε μια ματιά στο εσωτερικό του! 

Πηγή: PhotoXPress

Ρώσοι επιστήμονες από το Ινστιτούτο Φυσικής της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών (ΡΑΕ), ανακάλυψαν νέα υλικά υγρών κρυστάλλων. Οι υγροί κρύσταλλοι νέας γενιάς, επιτρέπουν τη δημιουργία οθόνης στην οποία η τρισδιάστατη
(στερεοσκοπική) εικόνα γίνεται πραγματικά 3D – ογκομετρική, δηλαδή με απόδοση εικόνας σε λεπτομέρεια όγκου. Οι ερευνητές του Ινστιτούτου Φυσικής, κατάφεραν να δημιουργήσουν μια πειραματική διάταξη 3D οθόνης ογκομετρικής απεικόνισης, στην οποία μπορούν να εμφανιστούν σε πραγματικό χρόνο στερεοσκοπικές εικόνες σε λεπτομέρεια όγκου.

Διαβάστε περισσότερα: Επιστήμη στη Ρωσία

Σήμερα, οι στερεοσκοπικές 3D - οθόνες κερδίζουν ολοένα και μεγαλύτερο μερίδιο αγοράς. Αυτό όμως που βλέπουμε στην πραγματικότητα, δεν είναι μια πραγματική τρισδιάστατη εικόνα, αλλά μια σειρά από επίπεδες εικόνες που τις αντιλαμβανόμαστε  τρισδιάστατες, με την οπτική αντίληψη του βάθους και της απόστασης που διαθέτουμε. Στην οθόνη του Ινστιτούτου Φυσικής, μπορούμε να δούμε το αντικείμενο που απεικονίζεται, σε 3D απόδοση εικόνας, χωρίς γυαλιά, υπό διαφορετικές γωνίες, ακόμα και να ρίξουμε μια ματιά στο εσωτερικό του.

Οπτική ψευδαίσθηση

 «Βλέποντας μια 3D εικόνα, στην πραγματικότητα παρακολουθούμε μια οπτική ψευδαίσθηση. Συνήθως μια τρισδιάστατη ταινία περιέχει δύο σύνολα επικαλυπτόμενων εικόνων, οι οποίες διαφέρουν ελάχιστα ως προς τα οπτικά τους χαρακτηριστικά. Το δεξί γυαλί των 3D –γυαλιών επιτρέπει την απεικόνιση της δεξιάς εικόνας, το αριστερό - μόνο της αριστερής και στο μυαλό μας τα δύο ‘καρέ’ συνδυάζονται σε μια τρισδιάστατη εικόνα», εξηγεί ο επικεφαλής του τμήματος οπτοηλεκτρονικής του Ινστιτούτου Φυσικής, καθηγητής Ίγκορ Κομπανέτς.

Το τρισδιάστατο μοντέλο

«Για να μπορεί να αντιληφθεί το ανθρώπινο μάτι μια συνεχή εικόνα, η συχνότητα των καρέ θα πρέπει να μην είναι μικρότερη από 25 Hz, δηλαδή η διάρκεια κάθε καρέ, δεν θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη από το 1/25 του δευτερολέπτου», λέει ο Κομπανέτς. Αλλά, αυτό ισχύει  στην περίπτωση μιας μόνο κυψέλης (υγρού κρυστάλλου). Αν θέλουμε να κάνουμε τρισδιάστατη εικόνα, για παράδειγμα από εκατό επιφάνειες/στρώσεις, δηλαδή χρησιμοποιώντας 100 κυψέλες υγρών κρυστάλλων, τότε, η συχνότητα διαμόρφωσης κατάστασης σκεδαζόμενου  φωτός στην κάθε μια κυψέλη θα πρέπει να είναι εκατό φορές μεγαλύτερη, δηλαδή 2,5 kHz».

Οθόνες σμηκτικών υγρών κρυστάλλων

Οι νηματικοί υγροί κρύσταλλοι, στη βάση των οποίων λειτουργεί η πλειοψηφία των σύγχρονων οθονών και βιντεοπροβολέων, δεν μπορούν να ικανοποιήσουν τέτοιες απαιτήσεις. Έτσι, οι επιστήμονες του Ινστιτούτου Φυσικής πρότειναν τη χρήση ενός διαφορετικού τύπου υγρών κρυστάλλων, τους «σμηκτικούς» κρυστάλλους. Η πειραματική διάταξη της 3D-ογκομετρικής οθόνης, συναρμολογήθηκε από πέντε κυψέλες σμηκτικών υγρών κρυστάλλων.

Ο τρόπος λειτουργίας της οθόνης είναι απλός. Σε κάθε κυψέλη διαμορφώνεται κατάσταση εναλλαγής σκέδασης και εικόνας. «Σαν να φυλλομετρούμε, ξεφυλλίζοντας επιφάνειες, στρώσεις, αλλά τόσο γρήγορα που στην πραγματικότητα βλέπουμε μια συνεχή τρισδιάστατη – σε απόδοση όγκου - εικόνα. Μοιάζει σαν ένα στερεοσκοπικό «ενυδρείο» στο οποίο πραγματικό χρόνο εμφανίζονται τρισδιάστατες εικόνες», εξηγεί ο Κομπανέτς.
Ο αριθμός των κυψελών μπορεί να αυξηθεί μέχρι και σε εκατό και έτσι να δημιουργήσουμε μια πραγματικά μοναδική στον κόσμο ογκομετρική οθόνη, σημειώνει ο επιστήμονας. Πρόβλημα στην εφαρμογή, παρουσιάζεται μόνο στους βιντεοπροβολείς που μπορούν να προβάλουν πάνω στις κυψέλες υγρών κρυστάλλων απεικόνιση με συχνότητα μερικών kHz. Αλλά και εδώ μπορούμε να έχουμε την ίδια εικόνα. Διαμορφώνοντας στη βάση αυτών των κρυστάλλων διέλευση φωτός με συχνότητα έως και 7 kHz, δηλαδή 50 φορές ταχύτερα, απ’ ό,τι στους νηματικούς υγρούς κρυστάλλους.

Μεγάλες προοπτικές εφαρμογής

Οι προοπτικές της εφαρμογής των ογκομετρικών οθόνων είναι πολύ μεγάλες. Δεν κάνουν τον θεατή να αισθάνεται άβολα και είναι σε θέση να δώσουν μια πιο ρεαλιστική τρισδιάστατη εικόνα του αντικειμένου, διατηρώντας παράλληλα όλες τις εξωτερικές του λεπτομέρειες και με τη χρήση του κατάλληλου λογισμικού και τις εσωτερικές, λέει ο Κομπανέτς.
 «Παρόμοιες οθόνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο στη διαστημική όσο και στην εναέρια πλοήγηση, σε τρισδιάστατους προσομοιωτές, σε διάφορα διαδραστικά παιχνίδια, καθώς και στην ιατρική, για την βέλτιστη απεικόνιση των τομογραφιών», υπογραμμίζει ο επιστήμονας.

 Το πρωτότυπο άρθρο βρίσκεται στην ηλεκτρονική διεύθυνση: www.itar-tass.com/nauka

 

/rbth.gr