Полноценное трёхмерное видеоизображение с высоким разрешением смогли получить сотрудники сингапурского научно-исследовательского агентства A*STAR. Используя различные технические приёмы, учёным удалось значительно увеличить разрешение картинки, создаваемой с помощью технологии видеоголографии.
3D-кинофильмы, которые зрители смотрят с помощью стереоскопических очков, получили в последние годы широкое распространение. Однако, трёхмерный эффект, получаемый таким способом, не создаёт полноценного ощущения глубины. Более того, он не позволяет рассмотреть демонстрируемые объекты с разных сторон: при изменении точки обзора предмет остаётся видимым под одним и тем же углом.
В то же время голограммы являются полноценными трёхмерными изображениями, которые позволяют зрителю видеть восстановленное изображение объекта под разными углами и с различной перспективой. Голограмма содержит информацию о размере, форме и цвете объекта.
До настоящего времени создание движущихся голограмм с высоким разрешением, которые могли бы заменить традиционные 3D-технологии визуализации, вызывало значительные затруднения. Улучшить разрешение видеоголографий сотрудникам Института хранения данных (Data Storage Institute) — подразделения A*STAR — удалось с помощью массива ПМС — пространственных модуляторов света (англ. spatial light modulators, SLM).
«Пространственные модуляторы света представляют собой устройства, применяемые в современных двумерных проекторах для формирования изображений», — поясняет доктор Сюэу Сюй (Xuewu Xu), ведущий автор работы. — «В случае голографического дисплея модуляторы света используются для проецирования пикселов голограммы и создания трёхмерных объектов с помощью дифракции. Каждый ПМС в нашей системе может отображать до 1,89 миллиардов голографических пикселов в секунду, хотя это разрешение всё ещё недостаточно велико для плавного изображения видео на крупном экране».
Чтобы решить эту проблему, Сюй с сотрудниками разделили каждый кадр видеоголограммы на 288 вспомогательных голограмм, которые воспроизводились 24 высокоскоростными модуляторами, объединёнными в массив. Сканирующее зеркало применялось для объединения сигналов с разных модуляторов, тем самым заполнялись все разрывы, возникающие при разбиении картины.
Наконец, исследователи ускорили полноцветное воспроизведение видео с помощью мощных графических микропроцессоров. Благодаря сочетанию этих методов удалось получить единое движущееся изображение — полноценно трёхмерное и с высоким разрешением 45 млрд пикселов в секунду.
Таким образом, итоговое разрешение голографического видеоизображения удалось увеличить в 24 раза. Полноцветное трёхмерное видео воспроизводится с частотой 60 кадров в секунду, то есть, абсолютно плавно для человеческого глаза.
Новая технология может быть востребованной не только в сфере развлечений, но и в медицине. Однако для того, чтобы крупноформатные трёхмерные голографические дисплеи стали реальностью, требуется создание ПСМ-устройств нового поколения, с меньшим размером пикселов, увеличенным разрешением и более высокой частотой смены кадров.
