10 $ — цена вопроса: дешевые голографические дисплеи будущего

Трехмерные голографические дисплеи были мечтой любителей технологий на протяжении десятилетий. В последние несколько лет удалось добиться определенных успехов — здесь вам и Displair, и прототип Holoflector от Microsoft, и всяческие попытки создания телеприсутствия.

Концептуальные устройства и научные наработки — это одно, а вот пользовательское устройство это совсем другой разговор. Чтобы мир узнал мощь голографии, она должна стоить так же дешево, как, к примеру, технологии дисплеев нынче. Но этого не происходит. Однако недавно команда исследователей Массачусетского технологического института (MIT) нашла способ создания голографического дисплея всего за 10 долларов. Другие устройства стоят тысячи долларов.

Идею подал Даниэль Смолли, аспирант Media Lab в MIT и ведущий автор работы, опубликованной в Nature на прошлой неделе. Он создал цветной голографический видеодисплей, такой же четкий, как стандартные телевизионные дисплеи, и с такой же скоростью обновления изображения.

Если все пойдет как по маслу, Смолли и его команда надеются, что голографические телевизоры и коммуникаторы станут реальностью.

Для создания голограммы, обычно, используется лазер. Луч покрывает человека или объект, который вы хотите превратить в картинку. После луч разделяется и одна половина остается на цели. Луч отражается от объекта и попадает на фотопластинку. Другая половина пучка, никуда не стреляющая, также попадает на фотопластинку.

Два луча интерферируют друг с другом и создают узор на пластине. Рябь рассеивает свет, попадающий на нее, таким образом, что он воспроизводит оригинальное изображение. Поскольку рассеяние, которое называется дифракцией, изменяется в зависимости от угла зрения, оно создает иллюзию 3D-изображения.

Создать голографическое видео трудно, поскольку чтобы получить такой же световой эффект рассеяния, нужно контролировать волны света, исходящие из каждого пикселя. В дополнение к этому, пиксели в изображении должны быть близки к размеру световых волн, поэтому нет такой технологии, которая обошлась бы в копейки — процесс очень дорогой.

Чтобы решить эту проблему, Смолли использовать кристалл материала под названием ниобат лития. Под поверхностью этого кристалла находятся крошечные каналы, которые ограничивают и направляют свет, проходящий через них. Каждый канал, или волновод, оснащен небольшим электродом, который слегка искажает форму кристалла. Кристалл ниобата лития ­— пьезоэлектрический, то есть может менять форму, когда сквозь него проходит ток.

Благодаря наличию электрода, некоторые волны света отфильтровываются, а другие проходят. Создается тот же эффект рассеяния, необходимый для создания 3D-изображения.

Поскольку на каждый пиксель нужен один волновод, а не три (по одному на каждый из основных цветов), стоимость значительно уменьшается, а использование относительно простых кристаллов в разы снижает затраты. Однопиксельная система позволяет также быстрее обновлять картинку и снижает потребление энергии. Волновод сам по себе тоже не является чем-то новым, они часто используются во всех видах электроники, связанной с коммуникацией.

Изображение, впервые полученное командой на экспериментальном устройстве, обновляется с частотой пять кадров в секунду и имеет разрешение примерно 420 на 420 пикселей с глубиной в 156. Следующий прототип улучшит показатели в четыре раза.