Naudodami prietaisą, vadinamą erdviniu šviesos moduliatoriumi (SLM), mokslininkai dvimatį vaizdą, rodomą telefone „iPhone 14 Pro“, pavertė trimate holograma. Savo rezultatus jie išsamiai aprašė žurnale „Optics Letters“ paskelbtame tyrime.
Tyrėjai pritaikė metodą, kurį pavadino „hologramų kaskada“ – kai statinio vaizdo šviesa pakartotinai modifikuojama, kad būtų sukurtas daugiasluoksnis trimatis vaizdas.
Tyrimo metu kaskada prasidėjo nuo statiško spalvoto vaizdo, rodyto „iPhone“ telefone. Iš jo skleidžiamos šviesos bangos buvo tobulinamos per erdvinį šviesos moduliatorių (angl. spatial light modulator, SLM) – prietaisą, naudojamą šviesos bangų fazei (laikui), amplitudei (stiprumui arba ryškumui) ir poliarizacijai (krypčiai) valdyti bei reguliuoti. Naudodami SLM mokslininkai palaipsniui grynino ir sluoksniavo šviesos bangas, ir žingsnis po žingsnio sukūrė 3D vaizdą.
Norėdami sukurti holografinį efektą, mokslininkai turėjo nustatyti konkrečias šviesos korekcijas, reikalingas 3D hologramai iš „iPhone“ ekrane rodomos nuotraukos sukurti.
Šis tyrimas yra unikalus, nes parodo, kaip „nenuoseklią“ šviesą iš kasdienių prietaisų – tokių kaip išmanieji telefonai ir nešiojamieji kompiuteriai – galima panaudoti holografiniams ekranams kurti, teigiama straipsnyje. Nekoherentinė šviesa – tai šviesos šaltiniai, neturintys pastovios fazės ar bangos ilgio.
Tradiciškai kompiuterio generuojamai holografijai (CGH) reikalingi „koherentiniai“ šviesos šaltiniai – pavyzdžiui, lazeriai, kurie turi vienodą fazę ir bangos ilgį, todėl juos lengviau tiksliai valdyti. Dėl to jie idealiai tinka aiškioms, didelės skiriamosios gebos hologramoms kurti.
Tačiau pasak tyrėjų, lazeriai yra brangūs ir gali būti žalingi akims, todėl kasdienėje veikloje jie yra nepraktiški. Be to, jie gali sukelti vizualinius artefaktus – pavyzdžiui, „taškinį triukšmą“, t. y. atsitiktinius, grūdėtus trukdžius vaizduose, kurie gali sumažinti vaizdo kokybę ir aiškumą.
„Mūsų metodas nenaudoja lazerių, todėl išvengiama taškinio triukšmo“, – sako pagrindinis tyrimo autorius ir Tokijo universiteto Informacijos mokslų bei technologijų aukštosios mokyklos docentas Ryoichi Horisaki.
Koherentinė šviesa mažiau tinka holografijai, nes jos bangos nėra sinchronizuotos, todėl ją sunku valdyti. Tačiau komanda, naudodama hologramų kaskadą, struktūrizavo chaotiškas „iPhone“ šviesos bangas, ir suformavo tikslų 3D vaizdą.
Tyrėjai teigia, kad šis metodas galėtų būti „ekonomiškesnis ir mažiau sudėtingas metodas“ kuriant holografinius ekranus naudojant plačiai prieinamus įrenginius. Jį taip pat būtų galima naudoti kuriant sąsajas papildytosios ir virtualiosios realybės (AR/VR) prietaisams ateityje.
„Mūsų metodas turi privalumų taikant kompaktiškus, ekonomiškus ir saugius arti akių naudojamus ekranus, įskaitant išmaniuosius akinius“, – sako R. Horisaki.
Parengta pagal „Live Science“.
