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韓國(guó)研究人員將兩種場(chǎng)景生成技術(shù)——多焦顯示(multifocal display)和集成成像(integral imaging)——融合在一起，創(chuàng)造出了大尺寸、超高清的3D圖片。
這是一次全光學(xué)技術(shù)的結(jié)合，仍在原型形式，避開(kāi)了與現(xiàn)有的光場(chǎng)顯示相關(guān)的數(shù)字處理瓶頸。它還允許在不需要特殊的3D眼鏡或護(hù)目鏡的情況下進(jìn)行3D觀看，這種方法被稱為自動(dòng)立體鏡(autostereoscopy)。
在過(guò)去的十年里，人們對(duì)無(wú)需佩戴頭顯設(shè)備的3D視覺(jué)的濃厚興趣，促進(jìn)了光場(chǎng)顯示器的發(fā)展，這種顯示器可以調(diào)節(jié)光的方向和強(qiáng)度。然而，由于平板顯示器中有大量的像素，并且需要大量的射線來(lái)表示像素，層析成像技術(shù)需要大量的計(jì)算處理能力，這與終端用戶想要更大的顯示器的愿望相悖。
一種以投影為基礎(chǔ)的技術(shù)，稱為整體成像(integral imaging)，概念在20世紀(jì)初首次提出，通過(guò)使用二維微透鏡陣列，以“元素圖像”(elemental image)的形式捕捉場(chǎng)景，并再現(xiàn)場(chǎng)景，再現(xiàn)光場(chǎng)。這種方法可以比獨(dú)立的多焦顯示器更好地放大圖像，但代價(jià)是圖像質(zhì)量。該技術(shù)還包含大量冗余數(shù)據(jù)，使其效率低下。
這種新型顯示器通過(guò)微透鏡陣列（光學(xué)拾取器）自動(dòng)映射光線，將多焦點(diǎn)顯示器生成的物體轉(zhuǎn)換為投影體進(jìn)行整體成像。轉(zhuǎn)換后的信息可以通過(guò)投影鏡頭放大到大屏幕上。投影后，以與現(xiàn)有整體成像系統(tǒng)相似的方式，通過(guò)另一個(gè)透鏡陣列重建物體顯示體積。
由韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)工程學(xué)教授、OSA研究員李炳浩(byounggho Lee)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種融合了兩個(gè)世界優(yōu)點(diǎn)的原型設(shè)備。該光學(xué)結(jié)構(gòu)的光路包括背光、聚焦可調(diào)透鏡兩側(cè)的中繼透鏡、像面、微透鏡陣列、投影透鏡、宏透鏡陣列和重構(gòu)面。
研究人員用市場(chǎng)場(chǎng)景的“庫(kù)存圖像”、思想者雕像、一組同心圓和西門(mén)子的星爆目標(biāo)來(lái)測(cè)試他們的光學(xué)裝置。他們重建的3D圖像的分辨率為21.4×21.4×32厘米，相當(dāng)于2860萬(wàn)像素，大約是原始圖像的36倍。
研究人員們意識(shí)到，在光學(xué)系統(tǒng)準(zhǔn)備投入商業(yè)使用之前，還需要做更多的工作。首先，研究人員需要降低多焦顯示的復(fù)雜性，這樣它就可以放進(jìn)一個(gè)緊湊的投影儀中。其次，透鏡陣列和焦距可調(diào)透鏡需要優(yōu)化以減少像差。byounggho Lee教授樂(lè)觀地認(rèn)為，這種類(lèi)型的3D投影設(shè)備在2-3年內(nèi)可能會(huì)商業(yè)化。
(原標(biāo)題：優(yōu)勢(shì)明顯！韓國(guó)研究人員打造新型光學(xué)顯示器，可大幅提升3D投影設(shè)備分辨率)
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