Голографический дисплей — это тип 3D-дисплея , который использует дифракцию света для отображения зрителю трехмерного изображения. Голографические дисплеи отличаются от других форм 3D-дисплеев тем, что они не требуют от зрителя ношения каких-либо специальных очков или использования внешнего оборудования для просмотра изображения и не вызывают конфликта вергенции и аккомодации .
Некоторые коммерчески доступные 3D-дисплеи рекламируются как голографические, но на самом деле они мультископичны .
1947 — Венгерский учёный Деннис Габор впервые придумал концепцию голограммы , пытаясь улучшить разрешающую способность электронных микроскопов . Он придумал название голографии: «холос» по-гречески означает «целое», а «грамма» — термин, обозначающий «сообщение». [1]
1960 — Первый в мире лазер разработан российскими учёными Николаем Басовым и Александром Прохоровым и американским учёным Чарльзом Х. Таунсом . Это стало важной вехой в развитии голографии, поскольку лазерная технология служит основой некоторых современных голографических дисплеев. [1]
1962 - Юрий Денисюк изобрел голограмму отражения белого света. Это была первая голограмма, которую можно было увидеть в свете обычной лампы накаливания. [1]
1968 — Стивен Бентон изобрел голографию передачи белого света . Этот тип голографии был уникален, поскольку он мог воспроизводить весь спектр цветов, разделяя семь цветов, создающих белый свет. [1]
1972 — Ллойд Кросс создал первую традиционную голограмму, используя голографию, пропускающую белый свет, для воссоздания движущегося трехмерного изображения. [1]
1989 — Группа пространственной визуализации Массачусетского технологического института впервые разработала электроголографию, которая использует магнитные волны и акусто-оптические датчики для отображения движущихся изображений на дисплее. [1]
2005 г. — Техасский университет разработал лазерно-плазменный дисплей, который считается первым настоящим 3D-голографическим дисплеем.
2011 — 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 эксклюзивном роскошном автомобиле Lykan HyperSport . [3]
2013 — Исследователь Массачусетского технологического института Майкл Бове прогнозирует, что голографические дисплеи выйдут на массовый рынок в течение следующих десяти лет, добавляя, что у нас уже есть все технологии, необходимые для голографических дисплеев. [4]
Лазерно-плазменные дисплеи, разработанные в 2005 году Техасским университетом, используют серию мощных лазеров, которые фокусируют свет в нужных положениях, чтобы создать возбуждение плазмы с помощью молекул кислорода и азота в воздухе. Этот тип голографического дисплея способен создавать изображения в воздухе без необходимости использования какого-либо экрана или внешних преломляющих средств. 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 (микроэлектромеханической системы). В этом типе дисплея тысячи микроскопических поршней можно перемещать вверх и вниз, чтобы они работали 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 позволит более эффективно мобилизовать свои «пиксели». Некоторые из ограничений этого типа дисплея включают высокую стоимость, сложность создания больших экранов и его подверженность механическим повреждениям из-за относительно большого количества движущихся частей (микроскопических поршней). [5]
Голографический телевизионный дисплей был создан исследователем Массачусетского технологического института Майклом Бове в 2013 году. Доктор Бове использовал камеру Microsoft Kinect как относительно эффективный способ захвата объектов в трехмерном пространстве. Затем изображение обрабатывается видеокартой ПК и воспроизводится с помощью серии лазерных диодов. Создаваемое изображение является полностью трехмерным и его можно просматривать на все 360 градусов, чтобы получить пространственную перспективу. Бове утверждает, что эта технология получит широкое распространение к 2023 году и будет стоить столько же, сколько сегодняшние обычные потребительские телевизоры. [6]
Сенсорные голограммы изначально были японским изобретением, которое получило дальнейшее развитие в американской компании по производству микропроцессоров Intel . Технология осязаемых голограмм является наиболее близким современным представлением голографических дисплеев, которые можно увидеть в научно-фантастических фильмах, таких как « Звездные войны» , и особенно в телевизионной франшизе «Звездный путь» . Этот дисплей уникален тем, что он может обнаруживать прикосновения пользователя, ощущая движения в воздухе. Затем устройство обеспечивает тактильную обратную связь с пользователем, посылая в ответ ультразвуковую струю воздуха. Во время демонстрации Intel этой технологии дисплей представлял собой бесконтактное, отзывчивое пианино. Возможной реализацией этой технологии могут стать интерактивные дисплеи в общественных киосках; поскольку этот тип дисплея не требует от пользователя физического прикосновения к экрану, он гарантирует отсутствие передачи бактерий и вирусов . [7] [8]
В большинстве современных голограмм в качестве источника света используется лазер. В этом типе голограммы лазер освещает сцену, а затем отражается на записывающее устройство. Кроме того, часть лазера должна светить непосредственно на определенную область дисплея, чтобы действовать как опорный луч. Цель опорного луча — предоставить записывающему устройству такую информацию, как фоновый свет, угол изображения и профиль луча. Затем изображение обрабатывается для компенсации любых отклонений в точности изображения, а затем отправляется на дисплей.
Электроголографические дисплеи — это цифровые дисплеи, которые передают сохраненные данные изображения с помощью электромагнитного резонатора. Эти сигналы затем считываются акустооптическим модулятором, преобразуются в разборчивое изображение и отображаются на лазерном мониторе RGB. Электроголографические дисплеи имеют преимущество перед традиционными дисплеями с точки зрения точности изображения и цветового диапазона. [ нужна цитата ]
Полная параллаксная голография — это процесс доставки оптической информации в направлениях x и y. Таким образом, полученное изображение будет обеспечивать одинаковую перспективу сцены для всех зрителей независимо от угла обзора.
Дисплеи «Только горизонтальный параллакс» (HPO) и «Только вертикальный параллакс» (VPO) передают оптическую информацию только в двух измерениях. Этот метод отображения частично ухудшает изображение при определенных углах обзора, но требует гораздо меньших вычислительных мощностей и передачи данных. Поскольку глаза человека расположены рядом, дисплеи HPO обычно предпочтительнее дисплеев VPO, а иногда предпочтительнее дисплеев с полным параллаксом из-за меньшего требования к вычислительной мощности.
MEMS technology allows holographic displays to incorporate very small moving parts into its design. The prime example of a MEMS-enabled display is the piston display, listed in the above section. Micropistons used in the display can behave like pixels on a computer monitor, allowing for sharp image quality.
Mitsubishi is developing a hologram-like 'aerial display'.[9]