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实现大规模高分辨率 3D 显示的新方法

研究人员已经构建了一个原型显示器,该显示器可用于投影以生成具有超高清晰度的大型 3D 图像。新技术解决了光场投影的挑战。

实现大规模、高分辨率 3D 显示的新方法。
研究人员将两种不同的光场显示技术结合起来,以几乎衍射极限的分辨率来投影大规模 3D 图像。显示了它们的光学设置。图片来源:Byoungho Lee,首尔国立大学。

因此,新技术有助于生成看起来自然的 3D 图像,无需特殊的 3D 眼镜即可观看。

我们的光学设计可以使用 3D 图像代替 2D 平板显示器切实可行,用于数字标牌、娱乐、教育和其他 3D 图像显着增强的应用。我们的设计也可以修改为在电影院提供身临其境的体验,例如.

Byoungho Lee,首尔国立大学研究团队负责人

在这项研究中,研究人员解释了将两种不同的光场显示技术结合起来投射具有几乎衍射极限分辨率的大型 3D 图像的过程。新开发的显示器是自动立体的;换句话说,它生成不同的 3D 图像,可以从各个角度观看。该研究发表在期刊上 光学快报。

我们开发了一种无需任何数字处理即可以光学方式执行所有显示过程的方法。这弥补了每种显示技术的局限性,允许在大屏幕上创建高分辨率 3D 图像.

Byoungho Lee,首尔国立大学研究团队负责人

结合技术

光场显示器通过再现来自物体的反射光来操作,对应于实际的可见位置。自动立体光场显示器倾向于针对不同的视角产生不同的图像。这就产生了对大量数据进行处理的要求。

这样的要求导致显示图像的大小和分辨率之间的权衡。这是因为显示器的硬件被所需的数据量所淹没。

为了解决这个问题,研究人员开发了一种新的光学配置,将多焦显示器与整体成像相结合。多焦点显示器能够创建高质量的立体图像。然而,在大屏幕系统上执行它在技术上是困难的。还有一点需要注意的是,积分成像在放大图像方面更好。

关于新设计,多焦点显示器可产生高分辨率的 3D 或立体场景。同时,积分成像技术将其放大,可以在大屏幕上观看。多焦点显示和积分成像之间的数据转换以光学方式执行,无需任何数字处理。

我们的方法不仅仅是将两种现有方法相结合,以实现具有几乎衍射极限分辨率的超高清体积光场显示。我们还找到了一种有效解决放大体积场景困难的​​方法,并克服了容易影响积分成像的信息丢失问题,”李说。

大而高分辨率的 3D 图像

在原型系统的分辨率验证后,研究人员定性地肯定了体积图像的重建。测试表明,原型能够合成 21.4 厘米 x 21.4 厘米 x 32 厘米的体积图像。这类似于原始图像的 28.6 兆像素和 36 倍的分辨率。

我们的方法在处理信息方面非常有效,这使得计算成本低,并且可以实现简单、高质量、实时的系统配置。光学设计还可以与现有光场显示器中使用的各种技术无缝集成.

Byoungho Lee,首尔国立大学研究团队负责人

研究人员现在致力于优化光学器件并降低多焦点显示器的复杂性,以使投影仪更加紧凑。研究人员观察到这一点,因为该系统是两种不同技术的组合。

最终系统的性能可能会随着每项技术的发展而提高。

期刊参考:

乔,Y., . (2021) 超高清体积光场投影。 光学快报. doi.org/10.1364/OL.431156.

来源: //www.osa.org/en-us/home/

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