3D без наочара

Захваљујући открићу физичара Руске академије наука овакве сцене из биоскопа могу отићи у прошлост. Извор: PhotoXPress.

Захваљујући открићу физичара Руске академије наука овакве сцене из биоскопа могу отићи у прошлост. Извор: PhotoXPress.

Руски научници из Института за физику РАН (ФИАН) употребили су нове течно-кристалне материјале за креирање дисплеј уређаја код којег тродимензионална слика заиста у физичком простору поседује три димензије. То значи, на пример, да се 3D филм у биоскопу може посматрати без специјалних помагала, и да се чак може завирити у унутрашњост приказаних предмета.

Руски научници су створили  експерименталну макету 3D дисплеја са волуметријским екраном, на којем се у реалном времену формира визуелна презентација предмета у три физичке димензије. Данас тржиште све више освајају стереоскопски 3D дисплеји, али оно што на њима видимо, то, у суштини, није стварно тродимензионална слика, него низ дводимензионалних слика које су распоређене тако да креирају утисак дубине помоћу различитих визуелних ефеката. У Институту за физику РАН креиран је екран на којем се приказани предмет може видети без помоћи наочара, из различитих углова, уз могућност да се завири и у његову унутрашњост.

„Када посматрамо стереоскопску 3D слику, ми у ствари користимо оптичку илузију. Обичан 3D филм има два низа кадрова који су измешани (стерео-пар) и који се незнатно разликују према својим оптичким особинама. Десно стакло 3D наочара пропушта само десну слику, а лево само леву слику  предмета, и тек у нашој глави ови кадрови се сједињују у једну тродимензионалну представу“, објашњава управник Одељења за оптичку електронику ФИАН професор Игор Компанец.

Данас тржиште све више освајају стереоскопски 3D дисплеји, али оно што на њима видимо у суштини није стварно тродимензионална слика.

„Како би људско око видело слику у континуитету, фреквенција кадрова треба да буде најмање 25 Hz, што значи да сваки кадар може да траје највише 1/25 секунде“, каже професор Компанец и додаје: „Међутим, ово важи само ако је у питању једна раван. А ако желимо да направимо тродимензионалну слику, са, на пример, стотину пресека, тј. користећи стотину течно-кристалних ћелија, онда трајање емитовања, односно распршивања, снопа светлости у свакој од њих треба да буде сто пута краће, односно 2,5 kHz.“

Такозвани нематички течни кристали (чији молекули имају међусобно паралелне осе, али су хаотично распоређени), који се налазе у основи већине савремених дисплеја и видео-пројектора, не могу да задовоље овакве захтеве. Зато су научници из ФИАН предложили да се користе течни кристали другог типа молекуларне уређености, тзв. смектички течни кристали, код којих молекули такође имају паралелне осе, али су уређени у слојевима, који слободно клизе један преко другог. Управо од пет смектичких ћелија течног кристала (LCD cell) састоји се експериментална макета 3D дисплеја са волуметријским екраном.

Принцип рада је једноставан. На свакој ћелији редом се активира расејавање снопа светлости и емитује се слика. „Ми као да слику листамо слој по слој, тј. пресек по пресек, али толико брзо да видимо континуирану слику у простору. Добија се нека врста ‘акваријума’, у којем се у реалном времену визуелно пројектује истински тродимензионална слика“, објашњава професор Компанец.

Добија се нека врста ‘акваријума’, у којем се у реалном времену визуелно пројектује истински тродимензионална слика.

Игор Компанец, ФИАН

Овај научник истиче да се број ћелија може повећавати до стотину и на тај начин би се добио прави, практично јединствени волуметријски екран. Проблем настаје приликом конструисања видео-пројектора, који би морао на ћелије течног кристала да пројектује слике пресека са фреквенцијом од неколико килохерца. Али и то је могуће остварити, ако се на основу од истих таквих кристала светлост модулира са фреквенцијом до 7 kHz, то јест 50 пута брже него када су у питању нематички течни кристали.

Широке су могућности примене оваквог дисплеја, јер он код гледалаца не изазива никакве неугодне ефекте, као што су вртоглавица или главобоља, а може да произведе реалистичну тродимензионалну слику објекта, задржавајући све његове спољашње детаље, с тим да, уз одговарајући софтвер, може да преноси и унутрашњи изглед предмета, објашњава Компанец.

„Овакви уређаји могу се користити приликом навигације код летова у свемир и у ваздухопловству, на тродимензионалним  симулаторима, у различитим интерактивним играма, али и у медицини за визуелно приказивање томограма“, истиче овај научник.

Руски текст на порталу ИТАР-ТАСС.

Росијскаја газета. Сва права задржана.