Novi ruski 3D – bez naočala

Zahvaljujući otkriću fizičara Ruske akademije znanosti ovakve scene iz kina mogle bi postati prošlost. Izvor: PhotoXPress

Zahvaljujući otkriću fizičara Ruske akademije znanosti ovakve scene iz kina mogle bi postati prošlost. Izvor: PhotoXPress

Ruski znanstvenici s Instituta za fiziku RAN (FIAN) upotrijebili su nove materijale od tekućih kristala za izradu ekrana uređaja kod kojeg trodimenzionalna slika zaista u fizičkom prostoru posjeduje tri dimenzije. To znači, primjerice, da se 3D film u kinu može vidjeti bez posebnih pomagala, i da se čak može zaviriti u unutrašnjost prikazanih predmeta.

Ruski znanstvenici stvorili su eksperimentalnu maketu 3D zaslona s volumetrijskim ekranom, na kojem se u realnom vremenu formira vizualna prezentacija predmeta u tri fizičke dimenzije. Danas tržište sve više osvajaju stereoskopski 3D ekrani, ali ono što na njima vidimo, to zapravo nije stvarno trodimenzionalna slika, nego niz dvodimenzionalnih slika koje su raspoređene tako da kreiraju dojam dubine pomoću različitih vizualnih efekata. U Institutu za fiziku RAN kreiran je ekran na kojem se prikazani predmet može vidjeti bez pomoći naočala, iz različitih kuteva, uz mogućnost da se zaviri i u njegovu unutrašnjost.

Kada promatramo stereoskopsku 3D sliku, mi zapravo koristimo optičku iluziju. Običan 3D film ima dva niza kadrova koji su izmiješani (stereo-par) i koji se neznatno razlikuju prema svojim optičkim osobinama. Desno staklo 3D naočala propušta samo desnu sliku, a lijevo samo lijevu sliku predmeta, i tek u našoj glavi ovi kadrovi se spajaju u jednu trodimenzionalnu predodžbu", objašnjava upravitelj Odjela za optičku elektroniku FIAN-a profesor Igor Kompanec.

Danas tržište sve više osvajaju stereoskopski 3D ekrani, ali ono što na njima vidimo zapravo nije prava trodimenzionalna slika.

Kako bi ljudsko oko vidjelo sliku u kontinuitetu, frekvencija kadrova treba biti najmanje 25 Hz, što znači da svaki kadar može trajati najviše 1/25 sekunde", kaže profesor Kompanec i dodaje: „No ovo vrijedi samo ako je u pitanju jedna ravan. Ukoliko želimo napraviti trodimenzionalnu sliku, s, primjerice, stotinu presjeka, tj. koristeći stotinu stanica tekućih kristala, onda trajanje emitiranja, odnosno raspršivanja snopa svjetlosti u svakoj od njih treba biti stotinu puta kraće, odnosno 2,5 kHz."

Takozvani nematični tekući kristali (čije molekule imaju međusobno paralelne osi, ali su kaotično raspoređeni), koji se nalaze u osnovi većine suvremenih zaslona i video-projektora, ne mogu zadovoljiti ovakve zahtjeve. Zato su znanstvenici iz FIAN-a predložili da se koriste tekući kristali druge vrste molekularne uređenosti, tzv. smektični tekući kristali, kod kojih molekule također imaju paralelne osi, ali su uređeni u slojevima, koji slobodno klize jedan preko drugog. Upravo od pet smektičkih stanica tekućih kristala (LCD cells) sastoji se eksperimentalna maketa 3D zaslona s volumetrijskim ekranom.

Princip rada je jednostavan. Na svakoj stanici redom se aktivira disperzija snopa svjetlosti i emitira se slika. „Mi kao da sliku listamo sloj po sloj, tj. presjek po presjek, ali toliko brzo da vidimo kontinuiranu sliku u prostoru. Dobiva se neka vrsta 'akvarija', u kojem se u realnom vremenu vizualno projicira prava trodimenzionalna slika", objašnjava profesor Kompanec.

„Dobiva se neka vrsta 'akvarija', u kojem se u realnom vremenu vizualno projicira prava trodimenzionalna slika."

Igor Kompanec, FIAN

Ovaj znanstvenik ističe da se broj stanica može povećavati do stotinu i na taj način bi se dobio pravi, gotovo jedinstveni volumetrijski ekran. Problem nastaje prilikom konstruiranja video-projektora, koji bi morao na stanice tekućeg kristala projicirati slike presjeka s frekvencijom od nekoliko kiloherca. Ali i to je moguće ostvariti, ako se na temelju istih takvih kristala svjetlost modulira s frekvencijom do 7 kHz, to jest 50 puta brže nego kada su u pitanju nematički tekući kristali.

Široke su mogućnosti primjene ovakvog ekrana, jer on kod gledatelja ne izaziva nikakve neugodne efekte, kao što su vrtoglavica ili glavobolja, a može proizvesti realističnu trodimenzionalnu sliku objekta, zadržavajući sve njegove vanjske detalje, a osim toga uz odgovarajući softver može prenositi i unutarnji izgled predmeta, objašnjava Kompanec.

Ovakvi uređaji mogu se koristiti prilikom navigacije kod letova u svemir i u zrakoplovstvu, na trodimenzionalnim simulatorima, u različitim interaktivnim igrama, ali i u medicini za vizualno prikazivanje računalne tomografije (CT-a)", ističe ovaj znanstvenik.

Ruski tekst na sajtu ITAR-TASS