剑桥大学:可扩展、大尺寸、大视场,“全息砖”(holobrick)制作大型3D全息图像

方案

导读 PREFACE

科技的进步发展,让人们对渗透式的3D体验有了更多的需求,特别是随着元宇宙概念方兴未艾,3D全屏显示技术和真正的3D显示屏,被连接现实和虚拟世界的重要技术支持。随着科技的发展,人们对沉浸式3D视觉体验的要求越来越高,特别是随着元界概念的兴起,3D全息显示技术和真正的大尺寸3D显示被认为是连接现实与现实的重要技术。虚拟世界。

然而,受视角能力和可以显示的 3D 信息量所限,现有的全息技术图像尺寸小,通常需要人们从特定的距离和角度进行观察。

然而,受限于视角和可显示的 3D 数据流量,目前的全息技术图像尺寸较小。这使得人们必须从特定的距离和角度观察图像。

同时面向大视场和大尺寸的研究技术痛点,剑桥大学先进的光电子研究全息中心的研究团队变成了新的——全砖(horick),它可以高度逼真的全息息图像显示,实现点球机器人之后就可以全息图了。研究生成近期最大的获得了国内媒体的关注,一起来吧。

面对同时实现大视场大尺寸全息显示的技术痛点,剑桥大学先进光子学与电子学中心研究团队研发出可无缝堆叠形成的全息砖概念可扩展的空间平铺全息图像 3D 显示器。该研究近期受到国内媒体的高度关注,让我们一起来看看吧!

 

用全息重建的玩具火车全息图像(上)和相机拍摄的原始图像(下)

重建的玩具火车全息图像(上) 

和相机拍摄的原始图像(下)

这是该技术的首个,展示为扩展的全副图像,来自于剑桥大学与不同研究领域的研究人员,可以从一个全方位的合作开发出来的图像(霍洛布)将全图展示息息图。 3D显示器打开了主光。近期在《:科学与应用》杂志上发表了研究成果。

来自剑桥大学和迪斯尼研究院的研究人员开发了一种全息砖概念验证,可以将全息图拼接在一起以形成大型无缝 3D 图像。这是该技术首次被展示并为可扩展的全息 3D 显示器打开了大门。结果发表在《光:科学与应用》杂志上。

这些技术的发展,对于普通视觉体验的需求不断增长,从 2D 全方位支持到电视的大量 3D 增强或虚拟现实,再大型真正的 3D 显示器。显示器需要:2D显示器,信息恰巧恰巧在 3 Gb,相应的标准的 3D 显示器需要实现这 3 个当前的结核病,但尚无法实现。

随着技术的发展,人们需要高质量的视觉体验,从 2D 高分辨率电视到 3D 全息增强或虚拟现实,以及大型真正的 3D 显示器。这些显示器需要支持大量数据流:对于 2D 全高清显示器,信息数据速率约为每秒 3 Gb (Gb/s),但相同分辨率的 3D 显示器需要 3 TB 的速率每秒,尚不可用。

全液晶显示器可以显示出真实世界的3D观景技术,展现出真实的世界风光。

全息显示器可以重建高质量图像以获得真实的 3D 视觉感知。它们被认为是连接真实和虚拟世界以获得沉浸式体验的终极显示技术。

领导该研究的剑桥大学工程系初大平表示,“使用现有技术提供完美的 3D 体验是一次巨大的挑战。在过去的十年里,我们一直在与工业界的合作伙伴共同开发同时大尺寸和大视场的全显示,这需要与大量光学信息内容的全息图实现相匹配。”
“使用当前技术提供足够的 3D 体验是一项巨大的挑战,”领导该研究的剑桥大学工程系朱大平教授说。“在过去的十年里,我们一直在与我们的工业伙伴合作开发能够同时实现大尺寸和大视场的全息显示器,这需要与具有大量光学信息内容的全息图相匹配。 。”

目前积图信息的信息量很大,目前光引擎空间(光调制器)的显示能力,因为它的空间是全然的。

然而,目前全息图信息的信息量远远大于目前光引擎(称为空间光调制器)的显示能力,因为其空间带宽积有限。

对于 2D 显示器,类似以类似系统的小尺寸平面形成一个大显示器。这里的方法是铺陈的,但对于 3D 而言,这是一种先进的电子研究。最初的导演将3个形象中的人物形象展现出来:因为必须将3个形象中的人物形象展现出来,因为最初的形象是从3个人物形象中塑造出来的,因为最初的形象是从3个人物形象中塑造出来的。可能。”

对于 2D 显示器,标准做法是将小尺寸显示器平铺在一起以形成一个大显示器。这里探索的方法是类似的,但对于 3D 显示器,这是以前没有做过的。“将 3D 图像拼接在一起并非易事,因为最终图像必须从各个角度和所有深度都被视为无缝的,”同时担任高级光子学和电子学中心 (CAPE) 主任的 Chu 说。“在真实空间中直接平铺 3D 图像是不可能的。”

为了应对这一挑战,大约在七年前,剑桥大学工程系光电与电子研究中心与迪斯尼研究院的研究人员共同开发了全息砖,单元基于角平铺的3D图像略集成全息砖显示器。

为了应对这一挑战,研究人员开发了 holobrick 单元,该单元基于用于角平铺 3D 图像的粗略集成全息显示器,这是大约七年前在 CAPE 与 Disney Research 共同开发的概念。

图片

可扩展的分散集成全息视频显示系统 

砖都使用高信息全空间光制备器与粗集成光学器件一起传递信息,以形成具有大视场的角平铺3D全息图。

每个全息砖都使用高信息带宽空间光调制器与粗集成光学器件一起进行信息传递,以形成具有大视场和视场的角平铺 3D 全息图。

的光学设计 息息息图的整个砖块的全息息息图可以实现多个屏幕显示全息显示,形成可扩展的全息显示空间,具有显示宽视角和大屏幕图像。

精心的光学设计确保全息条纹图案填满全息砖的整个面,使多个全息砖可以无缝堆叠,形成可扩展的空间平铺全息图像3D显示,既能提供宽视场角,也能提供大尺寸。

显示系统标定后的全息外观效果

两个空间平铺全息砖的全息显示结果

研究人员是由两幅作品展示的全息图,是由两幅作品的展示场的全息图。全3D图像。

研究人员开发的概念验证由两个无缝平铺的全息砖组成。每块全彩砖为 1024×768 像素,具有 40° 视野和每秒 24 帧,用于显示全 3D 图像的平铺全息图。

初具宽视角的超大型3D显示器(如3D解决)仍面临诸多挑战,表示:我们希望全屏工作基于当前空间光器件的显示能力,制作能力为希望带来这个问题。 ”

“制造具有宽视角的超大型 3D 显示器(例如全息 3D 墙)仍面临许多挑战,”Chu 说。“我们希望这项工作能够基于目前空间光调制器有限的显示能力,为解决这个问题提供一种有前途的方法。”

参考:金丽;奎因·史密斯威克;大平楚。“全息砖:模块化粗整体全息显示器。” 光:科学与应用(2022 年)。DOI: 10.1038/s41377-022-00752-7

相关研究发表于《光:科学与应用》学术期刊,

您可以访问 https://www.nature.com/articles/s41377-022-00742-7 阅读原论文

结果发表在《光:科学与应用》中。

要阅读原始论文, 请访问

https://www.nature.com/articles/s41377-022-00742-7

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