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[涨姿势] 新发明将任何智能手机或电视显示器转变为全息投影仪

作者:精品下载站 日期:2024-12-13 18:48:00 浏览:14 分类:涨姿势

新发明将任何智能手机或电视显示器转变为全息投影仪


科学家们开发出了一种利用移动设备发出的“非相干光”创建 3D 全息图的方法——将 iPhone 14 Pro 变成投影仪。

[涨姿势] 新发明将任何智能手机或电视显示器转变为全息投影仪

研究人员利用普通智能手机屏幕发出的光创建了全息图,有效地将 iPhone 变成了全息投影仪。

科学家使用一种名为空间光调制器 (SLM) 的设备将 iPhone 14 Pro 上显示的 2D 图像转换为 3D 全息图。他们在 4 月 2 日发表在《光学快报》杂志上的一项研究中详细介绍了他们的发现。

研究人员采用了一种被他们称为“级联全息图”的技术,通过这种技术,来自静态图像的光线被反复修改以创建多层 3D 图像。

在这项研究中,级联从 iPhone 上显示的静态彩色图像开始。从它发出的光波通过 SLM 进行细化,SLM 是一种用于控制和调整光波的相位(定时)、幅度(强度或亮度)和偏振(方向)的装置。使用 SLM,科学家们逐步细化和分层光波,以逐步构建 3D 图像。

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为了实现全息效果,科学家们必须确定根据 iPhone 屏幕上显示的图像创建 3D 全息图所需的具体光线调整。

这涉及从所需的输出开始逆向工作,以确定从 iPhone 显示屏到 SLM 的每一步光的相位和振幅所需的具体调整,以准确地重新创建全息图。

他们使用彩色图像传感器在两个关键点捕获图像。第一个点位于傅立叶变换透镜 (FTL) 的焦点处,这是一种特殊类型的光学透镜,旨在将光线精确聚焦成清晰的图像。 

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第二个记录点设置为距焦点 0.6 英寸(1.5 厘米)。这使得传感器能够记录深度变化,展示全息显示器投影 3D 图像的能力。

科学家在论文中表示,这项研究是独一无二的,因为它展示了如何利用智能手机和笔记本电脑等日常设备的“不相干”光来创建全息显示器。非相干光是指没有一致相位或波长的光源。

传统上,计算机生成全息术 (CGH) 需要“相干”光源,例如激光,它们具有均匀的相位和波长,更容易精确控制。这使得它们非常适合生成清晰、高分辨率的全息图。

然而,研究人员表示,激光价格昂贵,并且可能对眼睛有害,这使得它们在日常场景中不切实际。它们还可能引入“散斑噪声”等视觉伪像——图像中的随机、颗粒状干扰,会降低视觉质量和清晰度。 

“我们的方法不使用激光,从而消除了散斑噪声,”该研究的主要作者、东京大学信息科学与技术研究生院副教授Ryoichi Horisaki告诉《Live Science》。

非相干光不太适合全息术,因为它的波不同步,难以控制。然而,通过使用级联全息图,该团队将 iPhone 发出的混乱光波结构化,形成精确的 3D 图像。

他们表示,这种方法可以为使用广泛使用的设备开发全息显示器提供“一种更具成本效益且不太复杂的方法”。未来它还可以用于为增强虚拟现实 (AR/VR) 设备创建界面。 

“我们的方法对于紧凑、经济且安全的近眼显示器(包括智能眼镜)的应用具有优势,”Horisaki 说。

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