Голографический дисплей — это тип 3D-дисплея , который использует дифракцию света для отображения трехмерного изображения зрителю. Голографические дисплеи отличаются от других форм 3D-дисплеев тем, что они не требуют от зрителя надевать специальные очки или использовать внешнее оборудование для того, чтобы увидеть изображение, и не вызывают конфликта вергенции-аккомодации .
Некоторые коммерчески доступные 3D-дисплеи рекламируются как голографические, но на самом деле являются мультископическими .
1947 - Венгерский ученый Деннис Габор впервые предложил концепцию голограммы , пытаясь улучшить разрешение электронных микроскопов . Он вывел название для голографии, где «holos» — греческое слово, означающее «целый», а «gramma» — термин, означающий «сообщение». [1]
1960 - Первый в мире лазер был разработан русскими учеными Николаем Басовым и Александром Прохоровым , а также американским ученым Чарльзом Х. Таунсом . Это стало важной вехой для голографии, поскольку лазерная технология служит основой некоторых современных голографических дисплеев. [1]
1962 - Юрий Денисюк изобрел голограмму с белизной отражения, которая стала первой голограммой, которую можно было наблюдать при свете обычной лампы накаливания. [1]
1968 - Стивен Бентон изобрел голографию пропускания белого света . Этот тип голографии был уникален, поскольку он мог воспроизводить весь спектр цветов, разделяя семь цветов, которые создают белый свет. [1]
1972 - Ллойд Кросс создал первую традиционную голограмму, используя голографию пропускания белого света для воссоздания движущегося трехмерного изображения. [1]
1989 г. — Группа пространственной визуализации Массачусетского технологического института впервые применила электроголографию, которая использует магнитные волны и акустооптические датчики для отображения движущихся изображений на дисплее. [1]
2005 г. — Техасский университет разработал лазерный плазменный дисплей, который считается первым настоящим 3D-голографическим дисплеем.
2011 г. — DARPA объявляет о проекте Urban Photonic Sand Table (UPST) — динамическом цифровом голографическом настольном дисплее. [2]
2012 - Первый голографический дисплей реализован в интерактивной навигационной системе автомобиля. Технология была продемонстрирована на примере эксклюзивного автомобиля класса люкс Lykan HyperSport . [3]
2013 г. — Исследователь Массачусетского технологического института Майкл Боув предсказывает, что голографические дисплеи выйдут на массовый рынок в течение следующих десяти лет, добавив, что у нас уже есть все технологии, необходимые для голографических дисплеев. [4]
Лазерно-плазменные дисплеи, разработанные в 2005 году Техасским университетом, используют ряд мощных лазеров, которые фокусируют свет в нужных положениях для создания плазменных возбуждений с молекулами кислорода и азота в воздухе. Этот тип голографического дисплея способен создавать изображения в разреженном воздухе без необходимости использования какого-либо экрана или внешней преломляющей среды. Лазерно-плазменный дисплей способен отображать очень яркие и видимые объекты, но ему не хватает разрешения и качества изображения.
Поршневой дисплей, изобретенный бельгийской компанией IMEC в 2011 году, использует структуру на основе MEMS (микроэлектромеханическая система). В этом типе дисплея тысячи микроскопических поршней могут перемещаться вверх и вниз, чтобы действовать как пиксели, которые, в свою очередь, отражают свет с желаемой длиной волны для представления изображения. Эта развивающаяся технология в настоящее время находится на стадии прототипа, поскольку IMEC все еще разрабатывает механизм, который будет мобилизовать их «пиксели» более эффективно. Некоторые из ограничений этого типа этого дисплея включают высокую стоимость, сложность создания больших экранов и его восприимчивость к механическим отказам из-за относительно большого количества движущихся частей (микроскопических поршней). [5]
Голографический телевизионный дисплей был создан исследователем Массачусетского технологического института Майклом Боувом в 2013 году. Доктор Боув использовал камеру Microsoft Kinect как относительно эффективный способ захвата объектов в трехмерном пространстве. Затем изображение обрабатывается графической картой ПК и воспроизводится серией лазерных диодов. Полученное изображение полностью трехмерное и может просматриваться со всех 360 градусов для получения пространственной перспективы. Боув утверждает, что эта технология будет широко распространена к 2023 году, и что она будет стоить столько же, сколько сегодняшние обычные потребительские телевизоры. [6]
Осязаемые голограммы изначально были японским изобретением, которое было в дальнейшем развито американской микропроцессорной компанией Intel . Технология осязаемых голограмм является наиболее близким современным представлением голографических дисплеев, которые можно увидеть в научно-фантастических фильмах, таких как « Звездные войны» и, в частности, в телевизионной франшизе «Звездный путь» . Этот дисплей уникален тем, что он может обнаруживать прикосновение пользователя, ощущая движения в воздухе. Затем устройство обеспечивает тактильную обратную связь с пользователем, посылая в ответ ультразвуковой воздушный поток. В демонстрации Intel этой технологии дисплей был представлен в виде бесконтактного, отзывчивого пианино. Возможной реализацией этой технологии были бы интерактивные дисплеи в общественных киосках; поскольку этот тип дисплея не требует от пользователя физического прикосновения к экрану, он гарантирует, что бактерии и вирусы не будут переданы. [7] [8]
Большинство современных голограмм используют лазер в качестве источника света. В этом типе голограмм лазер освещает сцену, которая затем отражается на записывающее устройство. Кроме того, часть лазера должна освещать непосредственно определенную область дисплея, чтобы действовать как опорный луч. Цель опорного луча — предоставить записывающему устройству информацию, такую как фоновый свет, угол изображения и профиль луча. Затем изображение обрабатывается для компенсации любых изменений в точности изображения, а затем отправляется на дисплей.
Электроголографические дисплеи — это цифровые дисплеи, которые передают сохраненные данные изображения с помощью электромагнитного резонатора. Затем эти сигналы считываются акустооптическим модулятором и преобразуются в разборчивое изображение, которое отображается на лазерном мониторе RGB. Электроголографические дисплеи имеют преимущество перед традиционными дисплеями с точки зрения точности изображения и диапазона цвета. [ необходима цитата ]
Полная параллаксная голография — это процесс передачи оптической информации в обоих направлениях: x и y. Таким образом, полученное изображение будет обеспечивать одинаковую перспективу сцены для всех зрителей независимо от угла обзора.
Дисплеи с горизонтальным параллаксом (HPO) и вертикальным параллаксом (VPO) предоставляют только оптическую информацию в двух измерениях. Этот метод отображения частично ухудшает изображение при определенных углах обзора, но требует гораздо меньше вычислительной мощности и передачи данных. Поскольку глаза человека расположены рядом, дисплеи HPO обычно предпочтительнее дисплеев VPO, а иногда и дисплеев с полным параллаксом из-за их меньшей потребности в вычислительной мощности.
Технология MEMS позволяет голографическим дисплеям включать в свою конструкцию очень маленькие движущиеся части. Ярким примером дисплея с поддержкой MEMS является поршневой дисплей, указанный в разделе выше. Микропоршни, используемые в дисплее, могут вести себя как пиксели на мониторе компьютера, обеспечивая четкое качество изображения.
Mitsubishi разрабатывает голографический «воздушный дисплей». [9]