Дослідники з Інженерної школи Самуелі Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (UCLA) та Каліфорнійського інституту наносистем (CNSI) представили нову технологію, яка може наблизити появу компактних і надзвичайно реалістичних 3D-дисплеїв. Розроблена ними система здатна формувати об’ємне зображення з 28 окремих шарів практично миттєво — лише за один світловий імпульс. Науковці вважають, що ця технологія може знайти застосування у голографії, системах доповненої та віртуальної реальності, медичній візуалізації та інших сферах, де потрібне максимально природне відображення простору. Чому сучасним 3D-дисплеям бракує якості Для людського ока важливо не лише бачити картинку, а й правильно сприймати її глибину. Саме тому сучасні AR– та VR-пристрої намагаються створювати окремі фокусні площини, які імітують реальний об’єм. Однак зі збільшенням кількості таких шарів виникає серйозна проблема. Світлові хвилі починають взаємодіяти між собою, через що зображення різних рівнів накладаються одне на одне. Це погіршує різкість і може викликати дискомфорт для користувача. Як працює нова система Команда під керівництвом професора Айдогана Озджана запропонувала поєднати цифрову обробку та спеціальну оптичну конструкцію. Спочатку нейромережа аналізує набір майбутніх 3D-зображень і створює єдиний фазовий шаблон, який містить інформацію про всі рівні глибини одночасно. Після цього світловий потік проходить через багатошарову дифракційну систему — спеціально спроєктовані поверхні, які спрямовують окремі частини зображення на потрібну відстань у просторі. Фактично оптична конструкція сама «розкладає» картинку по різних шарах, мінімізуючи взаємні перешкоди між ними. 28 об’ємних шарів за один раз Комп’ютерне моделювання показало, що технологія здатна формувати тривимірні сцени, які складаються з 28 окремих площин. При цьому відстань між ними може бути надзвичайно малою — приблизно на рівні однієї довжини світлової хвилі. Також вчені проаналізували, як на якість роботи впливають конструкція дифракційного модуля, роздільна здатність світлових модуляторів та щільність розміщення шарів. Це допоможе оптимізувати майбутні комерційні пристрої. Технологію вже перевірили на практиці Окрім теоретичних розрахунків, дослідники створили експериментальний прототип, який працює у видимому діапазоні світла. Хоча він поки що формує лише два шари, результати випробувань практично повністю збіглися з комп’ютерними моделями. Порівняння з традиційними оптичними системами без спеціального дифракційного декодера показало помітно кращу якість та чіткість об’ємного зображення. Крок до нових поколінь дисплеїв На думку авторів дослідження, гібридна цифрово-оптична архітектура відкриває шлях до створення компактних і енергоефективних 3D-дисплеїв нового покоління. У перспективі такі системи можуть використовуватися в окулярах доповненої реальності, автомобільних проєкційних панелях, медичному обладнанні та інтерактивних голографічних екранах. Якщо технологію вдасться масштабувати, майбутні пристрої зможуть відтворювати складні об’ємні сцени практично без затримок, роблячи віртуальні об’єкти майже невідрізними від реальних.