Мы уже привыкли к плазменным панелям и LCD-экранам в повседневной жизни. Никого не удивляет и такая дисплейная технология, появившаяся в последние годы, как 3D. Технология создания стереоскопического изображения с использованием специальных 3D очков успешно заняла свою нишу и активно развивается. Многие эксперты полагают, что дальнейшее развитие дисплейной технологии, а точнее настоящая революция в этом сегменте, произойдет с выпуском голографических экранов. Ведь, по сути, современное 3D телевидение является промежуточным этапом на пути создания настоящего объемного изображения, поскольку такие экраны выглядят трехмерными только при определенном положении головы. Голографические дисплеи в этом плане можно рассматривать как дальнейшее развитие 3D технологии.
Основной принцип технологии 3D, используемой в современных TV или кинотеатрах, заключается в том, чтобы обмануть глаза человека и заставить его воспринимать картинку трехмерной за счет представления каждому глазу немного отличающихся картинок. Этот оптический фокус применяется повсеместно в популярных ныне 3D решениях. Например, иллюзия объема и глубины картинки создается с помощью поляризационных очков, фильтрующих часть изображения для правого и левого глаза.
Но у такой технологии есть существенный недостаток – объемная картинка видна зрителю только под строго определенным углом. Сегодня в массовой продаже уже появились домашние 3D телевизоры без очков. Но и при просмотре такого телевизора зритель должен находиться точно напротив экрана. Достаточно сместиться чуть правее или левее относительно центра экрана, и объемная картинка уже начинает пропадать. Это недостаток современных 3D экранов в ближайшем будущем должны будут решить так называемые голографические дисплеи.
Все мы помним сцены из знаменитых голливудских кинолент вроде «Звездных войн», где объемная картинка появляется в виде голограмм и буквально висит в воздухе. Голограмма, в принципе, представляет собой особый тип трехмерного проецируемого изображения, которое может создаваться с помощью лазерного света или других источников. Считается, что уже в ближайшем будущем эта технология шагнет в нашу повседневную жизнь. Правда, пока до выпуска голографических телевизоров еще очень далеко. Время от времени появляются интересные прототипы устройств с псевдо – голографическими или продвинутыми стереоскопическими дисплеями, которые вызывают огромный интерес у публики. Но полноценных голографических экранов в доступной продаже пока нет.
Например, широкое применение сегодня уже нашли так называемые псевдо голографические экраны, основанные на использовании специальной полупрозрачной пленки или сетки. Такие панели просто подвешиваются к потолку, либо закрепляются на стекле торговой витрины. При особом освещении полупрозрачная панель становится невидимой для человека. И если на нее проецируется изображение, то она создает впечатление царящей в воздухе картинки – той самой голограммы. Изображение проецируется на полупрозрачную панель с помощью проектора. Панель дает возможность зрителю смотреть сквозь картинку. Такие псевдо голографические дисплеи обладают целым рядом преимуществ перед плазмой или ЖК-экранами за счет своей оригинальности, сочного изображения практически при любых условиях освещенности и возможности размещения в любой точке.
Сам проектор, проецирующий изображение, может оставаться вне поля зрения зрителя. К несомненным достоинствам подобных решений также стоит отнести хорошие углы обзора (близкие к 180 градусам), высокую контрастность картинки и возможность создавать голографические экраны большого размера или определенной геометрической формы. Естественно, дисплеи на полупрозрачной пленке используются, прежде всего, для придания помещениям определенного шарма и необычного эффекта, оформления торговых пространств и телевизионных студий. Решения с прозрачными панелями разрабатываются многими компаниями и, в первую очередь, они используются для целей маркетинга и рекламы, чтобы произвести впечатление на потребителей.
В частности, большое распространение получили экраны Sax3D на основе пленки. Эта немецкая компания применяет систему избирательного преломления света, что дает возможность игнорировать любой свет в комнате, кроме луча проектора. Основной самого экрана является прочное стекло, полностью прозрачное. Именно на него наносится специальная пленка, благодаря которой экран превращается в своеобразную голограмму и отображает контрастную картинку, проецируемую проектором. Просматривать на таком псевдо голографическом экране можно и видеоролики, и цифровые снимки. Примерно по тому же принципу работают экраны Transscreen, основанные на использовании полиэфирной пленки с особыми слоями, способными задерживать идущий от проектора свет.
Но нас, конечно, в первую очередь, интересуют решения, которые могут быть использованы в телевизорах, планшетных компьютерах и смартфонах. И нужно отметить, что в последние годы появляется все больше интересных устройств в этой области, хотя большинство из них на самом деле используют все тот же пресловутый эффект 3D, только несколько дополненный и усовершенствованный.
На выставке CES 2011 фирма InnoVision Labs продемонстрировала публике прототип телевизора будущего – TV с голографическим экраном. Разработка получила название HoloAd Diamond. Она представляет собой призму, способную преломлять свет, идущий от нескольких проекторов, что создает полноценную голограмму, которую зритель может рассматривать под любым углом. Более того, журналисты и рядовые посетители выставки убедились, что голограмма, создаваемая HoloAd Diamond, выглядит лучше в сравнении с объемными картинками на 3D-устройствах. Картинки на голографическом экране отличаются глубиной и насыщенными цветами.
Данный проектор-телевизор может воспроизводить в голограмме не только фотографии и картинки, но и видеоролики, правда, пока лишь в формате FLV. На выставке было продемонстрировано сразу две модели телевизоров, основанных на одном и том же принципе. Первая поддерживает разрешение 1280 x 1024 точек и весит 95 килограмм, а второй TV является более компактным, но имеет разрешение только 640 x 480 точек. Устройства довольно громоздкие, но пользоваться ими удобно. Старшую версию голографического экрана можно приобрести за десять тысяч долларов.
Исследователи из калифорнийской лаборатории HP в Пало-Альто попытались по-своему решить извечную проблему 3D экранов. Чтобы воспроизвести объемную картинку, которая была бы видна вне зависимости от угла обзора, исследователи предложили демонстрировать изображение предметов с разных сторон, одновременно посылая для каждого глаза свою картинку. Обычно это достигается это за счет использования целой системы с вращающимися зеркалами и лазерными устройствами. Но калифорнийские ученые взяли компоненты стандартной ЖК-панели, нанесли на внутреннее стекло экрана особым образом огромное количество круглых канавок. В результате, свет преломляется таким образом, что позволяет зрителю увидеть трехмерную голограмму. Во всяком случае, созданный исследователями HP экран дает возможность человеку видеть статическое трехмерное изображение с двухсот разных точек, а динамичную 3D картинку – с шестидесяти четырех. Правда, сами ученые отмечают, что до создания полноценной движущейся голограммы, которые мы видим в кино, еще далеко.
Интересное решение предлагает и Microsoft Research, разработавшая дисплей Vermeer. Этот экран создает голографическую картинку, «парящую» прямо в воздухе в духе легендарных «Звездных войн». Здесь используется эффект оптической иллюзии, получивший название «мираскоп». Конструктивно Vermeer состоит из двух параболических зеркал и проектора с особой оптической системой, способной воспроизводить до трех тысяч картинок в секунду. Проектор проецирует голограмму из ста девяносто двух точек при частоте 15 кадров в секунду.
Самое важное, что обзор трехмерного изображения доступен с любого угла (360 градусов). Более того, пользователь может успешно взаимодействовать с подобного рода голограммой, так как доступ к ней не перекрыт какой-либо стеклянной панелью. То есть она может реагировать на прикосновения. Для этого в устройстве предусмотрено наличие инфракрасной подсветки и камеры, основное предназначение которой состоит в том, чтобы отслеживать движения рук человека.
Дисплей Vermeer пока не был запущен в коммерческое производство, однако, очевидно, что у него действительно есть серьезные перспективы, например, в игровой индустрии. Это инновационное устройство появилось в 2011 году, а годом спустя компания Apple запатентовала собственный дисплей, который во многих отношениях напоминает тот же Vermeer. Это интерактивный экран, который может отображать трехмерные голограммы и предоставлять пользователю возможность взаимодействовать с ними.
Тут используются все та же пара параболических зеркал. Но есть и отличие. Для проецирования трехмерной картинки инженеры Apple предлагают использовать не реальный объект, а обладающее фоторефрактивным эффектом вещество. Попадающее на него инфракрасное излучение переходит в видимый спектр, образуя первичное трехмерное изображение. Устройство, созданное инженерами Apple, поддерживает управление жестами благодаря встроенной системе датчиков.
А в этом году состоялось долгожданное событие – был представлен первый в мире смартфон с голографическим дисплеем. Во всяком случае, об этом заявляет его производитель. Телефон Takee был разработан китайской научно-исследовательской компанией Shenzhen Estar Technology. Но разработка на самом деле очень похожа на модель Amazon Fire Phone, выпущенную ранее и предложившую возможность адаптации картинки на экране в зависимости от угла зрения пользователя. Однако, по заверениям производителя, в своем смартфоне они пошли немного дальше. Здесь используются датчики для отслеживания положения глаз, расположенные над экраном. Стереоскопическая картинка создается с помощью проекции внешних сенсоров прямо на сетчатку глаз зрителя, при этом последний может отклонять свой взгляд от экрана и все равно видеть объемное изображение.
Таким образом, экран смартфона Takee дает возможность не только увидеть объемное изображение, но и рассмотреть его с разных углов. Справедливости ради нужно отметить, что китайская разработка представляет собой лишь обычную 3D-технологию, дополненную датчиками отслеживания положения глаз. Дисплей поддерживает разрешение 1920 х 1080 точек. Помимо экрана, инновационный смартфон обладает следующими характеристиками – процессор MediaTek 6592T, два гигабайта оперативной памяти и 13-мегапиксельная камера Sony Exmor RS. Работает устройство под управлением ОС Android. Уже доступно несколько приложений к смартфону, позволяющих играть в 3D игры.
Очевидно, что приближается тот долгожданный момент, когда мы сможем увидеть телевизоры, планшеты и мониторы, создающие полноценную голографическую картинку. Кроме того, в ближайшем будущем технология голографических экранов может найти применение в системах навигации, бизнес-индустрии и образовании. Также голографические изображения просто не смогут пройти мимо области игровых развлечений, обеспечивая создание объемных, виртуальных миров с необычайно реалистичной картинкой.
