19.10.2016 – Kategorie: IT, Technik

Holografische Displays: Mehrere Benutzer, 360-Grad-Ansicht

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Im Star Wars könnte das verlockende, doch körnige Special-Effects-Hologramm bald ein holografisches Bild mit Echtfarben und in Lebensgröße sein, geht es nach einem südkoreanischen Entwicklerteam, das sich der Verbesserung von holografischen 3D-Displays verschrieben hat. Die Gruppe beschreibt ein neuartiges Desktop-basierendes Displaysystem, dass mehreren Betrachtern den gleichzeitigen Blick auf das Hologramm als 3D-Bild ermöglicht

Im originalen Star-Wars-Film könnte das verlockende, doch körnige Special-Effects-Hologramm bald ein holografisches Bild mit Echtfarben und in Lebensgröße sein, geht es nach einem südkoreanischen Entwicklerteam, das sich der Verbesserung der von holografischen 3D-Displays gewidmet hat. Die Gruppe beschreibt ein neuartiges Desktop-basierendes Displaysystem, dass mehreren Betrachtern den gleichzeitigen Blick auf das Hologramm als 3D-Bild ermöglicht, wenn sie um den Tisch herumlaufen. Somit besteht ein Zugang aus allen denkbaren Blickwinkeln. Das entsprechende Paper wurde in dieser Woche im Journal Optics  Express von The Optical Society (OSA) veröffentlicht.

Hologramme in einer Reihe von Anwendungen kommerziell umzusetzen, von Medizin über Spiele bis hin zu Medien, scheint ein entmutigendes Unterfangen. Es braucht dafür ein elektronisches Gerät, das hinreichend klein ausfällt, um auf einen Tisch zu passen, während es andererseits robust genug sein soll, um die immensen Datenmengen zu rendern, die eine 3D-Ansicht aus jedem Blickwinkel ohne zusätzliche Sichthilfen benötigt.

Yongjun Lim vom 5G Giga Communication Research Laboratory, Electronics and Telecommunications Research Institute, Südkorea, erklärt, dass früher vorgeschlagene Lösungen auf Verfahren setzten, die Beschränkungen in der kombinierten räumlichen Auflösung und Geschwindigkeit der verfügbaren räumlichen Modulatoren für Licht (SLM) überwinden sollten. Die typischen Methoden hierfür umfassten etwa Raummultiplex- und Zeitmultiplexverfahren. Lim und seine Mitarbeiter wählten einen anderen Zugang. Sie konstruierten ein neuartiges Design für das Sichtfenster.

Dabei galt ihre Aufmerksamkeit besonders dem optischen Bildgebungssystem. „Mit einem Tischdisplay kann ein Sichtfenster durch die Nutzung eines vergrößerten virtuellen Hologramms geschaffen werden, aber die Bildebene ist geneigt, was die Rotationsachse anbelangt, und wird mit Hilfe von zwei Parabolspiegeln projiziert“, erklärt Lim. Aber weil die Parabolspiegel keine optische Planfläche darstellten, könnten sich visuelle Verzerrungen ergeben. Dieses Problem habe man mit einer asphärischen Linse lösen müssen.

Auf diese Weise können mehrere Betrachter die rund 8 cm messenden Hologramme von jeder beliebigen Position rund um den Tisch verzerrungsfrei anschauen. Darauf aufbauend will das Team die wichtige Funktion, den Sichtbereich zu skalieren, implementieren, so dass er auf die effektive Pixelgröße des rotierenden Bilds des virtuellen Hologramms abgestimmt ist. Indem sie durch das Sichtfenster blicken, sind die Augen der Betrachter auf das Lichtfeld des holografischen Bilds positioniert, weil das System die Ebene des virtuellen Hologramms relativ zu Rotationsachse neigt. Um die Darstellung zu verbessern, hoffen die Forscher ein System entwickeln zu können, mit dem sich holografische 3D-Bilder auf der Oberfläche des Spiegelsystems schwebend mit 20 Frames pro Sekunde abbilden lassen.

Testergebnisse mit einem 3D-Modell und rechnergenerierten Hologrammen sollen vielversprechend gewesen sein, obschon noch monochrom in Grün. Als nächsten Schritt will die Gruppe eine vollfarbige Darstellung schaffen und unerwünschte Effekte wie die Aberration und ungleichmäßige Helligkeit unter den vier Mikrospiegeln im Display in Angriff nehmen. 

Paper: Yongjun Lim, Keehoon Hong, Hwi Kim, Hyun-Eui Kim, Eun-Young Chang, Soohyun Lee, Taeone Kim, Jeho Nam, Hyon-Gon Choo, Jinwoong Kim, and Joonku Hahn, „360-degree tabletop electronic holographic display,“ Optics Express 24, 24999-25009 (2016). DOI: 10.1364/OE.24.024999

Bild: Schema des Designs des holografischen 360-Grad-Displays. Das Konzept erlaubt mehreren Personen gleichzeitig, die Hologramme zu genießen. 

Credit:

Yongjun Lim, 5G Giga Communication Research Laboratory, Electronics and Telecommunications Research Institute, Südkorea

 

 


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