Images 3D pleines de volume créées avec le survol des points

Images 3D pleines de volume créées avec des points en vol stationnaireAgrandirBrigham Young University

Toutes sortes de technologies d’imagerie 3D ont tendance à être regroupées sous l’étiquette “hologramme”. Mais il y a en fait une variété de distinct technologies qui peuvent créer l’apparence de profondeur. Maintenant nous pouvons ajoutez-en un autre à la liste: l’affichage volumétrique à piège photophorétique. Le dispositif utilise un ensemble de matériel optique pour contrôler le mouvement d’une toute petite sphère et d’un second ensemble pour éclairer la sphère voyages. Pourvu que la sphère puisse continuer à avancer assez vite, le le résultat est une image en vraies couleurs qui a une profondeur réelle depuis sa construction de la lumière réfléchie de différents endroits.

L’inconvénient est qu’une seule sphère ne peut pas couvrir autant enracinée dans la quantité de temps dont notre cerveau a besoin pour construire une image. En conséquence, l’affichage volumétrique à piège photophorétique est actuellement limité à de petites images ou ne montrant qu’une partie d’une image sur un temps.

Le travail récent, réalisé par une équipe de l’Université Brigham Young, est une variation sur les affichages volumétriques. Il s’agit de projeter un changement d’image sur une surface réfléchissante en mouvement. Si le changement de l’image est correctement adaptée à l’emplacement de changement de l’endroit où il est projeté, le résultat sera l’apparition de la profondeur, car la lumière que vous voyez sera réellement réfléchie à différents Emplacements. Sur le plan positif, cela ne nécessite pas que le spectateur porter n’importe quel matériel, et plusieurs personnes peuvent voir l’image à la en même temps, chacun le voyant du point de vue approprié.

Sur le plan négatif, cela signifie que toutes les images vont être limité à la zone où vous mettez du matériel en mouvement. Et tente de interagir avec l’image se terminera probablement lorsque votre doigt sera frappé par une plaque mobile.

Le nouveau travail consiste à se débarrasser de ces réflexions en mouvement surfaces et les remplacer par ce qui est essentiellement juste un seul point en mouvement. Le point dans ce cas est une petite perle de polymère sur un micromètre à travers. Compte tenu de cette taille, la perle est en grande partie invisible. Le système d’affichage rend la perle visible en y projetant des lasers, permettant aux téléspectateurs de voir la lumière réfléchie. Avec un laser chacun pour rouge, vert et bleu, le point peut briller avec une gamme complète de couleurs.

Bien sûr, laissées seules, les perles ont tendance à s’asseoir paisiblement sur quelque surface qu’ils se trouvent. Ce ne serait évidemment pas faire pour un affichage convaincant, même avec les lasers. Donc au lieu, l’équipe BYU a découvert comment faire une sorte de lévitation contrôlée. Cela implique d’utiliser encore plus de lasers.

Les chercheurs impliqués montrer leur nouvelle technique.

Les lasers peuvent produire de la force lorsque les objets absorbent et émettent photons, ces forces sont relativement faibles, ce qui rend difficile la déplacez une perle avec assez de rapidité et de précision. Donc l’équipe s’appuie sur ce qu’on appelle un piège photophorétique, dans lequel les lasers créer un échauffement rapide de la perle et de son environnement. Ceci peut laissez le cordon en vol stationnaire et peut conduire son mouvement. Dans le cas de BYU, le système utilisait un laser à faible visibilité situé près du bord bleu de la spectre visible.

Dans l’ensemble, les chercheurs ont pu déplacer le cordon à une vitesse supérieure à 1,8 mètres par seconde, bien que la plupart du temps se soit déplacé un peu plus lentement que que quand il naviguait sur des chemins courbes. C’est une vitesse décente si tout ce que vous dessinez est une ligne d’un pixel de large, mais c’était un limitation pour des images plus complexes. Même les petits objets avec simple la géométrie était limitée à 13 images par seconde. Le plus complexe Les images créées par l’équipe reposaient sur de longues expositions – si vous y étiez, vous ne verriez qu’un sous-ensemble de l’image à un moment donné.

Malgré cette limite, ce système présente quelques avantages. Pour un, il ne souffre pas de problèmes d’angle de vue (ou de coupure), dans lesquels une partie de l’image est coupée car la source de l’image n’est pas visible du point de vue du spectateur (même si l’image elle-même devrait être). Si vous êtes dans la pièce et qu’il n’y a rien entre vous et le image, vous le verrez, le tout sans équipement spécial. Avec un système laser correctement situé, il est possible d’obtenir le cordon pour déplacer des objets physiques, permettant un affichage mixte. Il est facile d’imaginer l’utiliser pour mettre en évidence des détails spécifiques ou caractéristiques d’un objet.

Mais la perspective la plus excitante pourrait être le fait qu’il n’ya pas de raison de limiter cela à une perle. Une poignée de perles pourrait facilement trace rapidement un volume beaucoup plus important, augmentant considérablement la taille des images pouvant être générées. Rouge, vert et bleu les perles fluorescentes pourraient être mélangées, fournissant une meilleure couleur représentation.

Le transfert de perles entre les pièges optiques pourrait même être possible. Cela permettrait de tracer une seule ligne sur un très grand région. La limite ici semble être le nombre de lasers piégeurs que vous pouvez s’intégrer dans une zone donnée avant qu’ils ne commencent à interférer avec chaque autre.

Nature, 2017. DOI: 10.1038 / nature25176 (À propos des DOI).

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