W tym wpisie na blogu przyjrzymy się technologii Lucius Prism, która umożliwia uzyskanie stereoskopowych obrazów bez konieczności używania okularów, i jej potencjałowi.
3D bez okularów: Staje się rzeczywistością
Od czasu globalnego sukcesu filmu Jamesa Camerona *Avatar*, wiele filmów akcji i fantasy zostało wyprodukowanych w technologii 3D. Sam nie widziałem *Avatara*, ale oglądałem *Harry'ego Pottera i Insygnia Śmierci* w 3D, który powstał, aby podążać za falą tego szaleństwa. Chociaż poczucie głębi było zdecydowanie lepsze niż w konwencjonalnych filmach 2D, uważałem za niewygodne noszenie okularów 3D podczas oglądania. Jest to szczególnie uciążliwe dla osób, które regularnie noszą okulary, ponieważ zakładanie dodatkowej pary okularów 3D jest bardzo uciążliwe. Ta niedogodność jest powszechna nawet dla osób, które na co dzień nie noszą okularów. Oprawki okularów 3D nie tylko ograniczają pole widzenia, ale również ucisk, jaki wywierają na nos, jest źródłem dyskomfortu. Dlatego „technologia, która pozwala ludziom oglądać filmy 3D gołym okiem” od dawna stanowi poważne wyzwanie dla inżynierów zajmujących się obrazowaniem 3D. Osobą, która dokonała przełomu w rozwiązaniu tego problemu, jest profesor Cha Kook-heon z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Biologicznej Uniwersytetu Narodowego w Seulu. Technologia „Arrays of Lucius Microprisms” opracowana przez zespół badawczy profesora Cha to innowacyjne rozwiązanie, które pozwala widzom oglądać obrazy 3D gołym okiem, bez konieczności noszenia okularów.
Zasady obrazowania 3D i polaryzacji
Powodem, dla którego postrzegamy świat w 3D w naszym codziennym życiu, jest posiadanie dwojga oczu. Na przykład, jeśli umieścisz przed sobą jabłko i spojrzysz na nie naprzemiennie, zamykając jedno oko, obraz jabłka widziany przez lewe i prawe oko będzie wyglądał nieco inaczej. Dzieje się tak, ponieważ między oczami jest przerwa około 6 cm. Ta niewielka różnica pozwala mózgowi łączyć informacje otrzymywane z obu oczu, umożliwiając nam postrzeganie świata w trzech wymiarach.
Nowoczesne filmy 3D powstają w oparciu o tę zasadę. Aby obejrzeć film 3D, informacje wizualne docierające do każdego oka muszą być różne. Okulary 3D używane w kinach to narzędzia, które tworzą tę różnicę. Okulary te są wyposażone w filtry polaryzacyjne, które kierują światło o różnych kierunkach polaryzacji do każdego oka. Światło jest falą elektromagnetyczną, która rozchodzi się, gdy pola elektryczne i magnetyczne oscylują prostopadle do siebie. Kierunek oscylowania pola elektrycznego nazywa się kierunkiem polaryzacji. Światło naturalne jest mieszaniną światła o różnych kierunkach polaryzacji. Ponieważ filtry polaryzacyjne przymocowane do soczewek okularów 3D przepuszczają tylko światło o określonym kierunku polaryzacji, lewe i prawe oko postrzegają różne obrazy.
Technologia obrazowania 3D bez okularów: Lucius Prism Array
Lucius Prism Array nie jest pierwszą technologią wyświetlania 3D bez okularów. Technologie takie jak metoda bariery paralaksy istniały już wcześniej, ale cechowały się one niestabilnością, powodując przełączanie obrazu między 2D a 3D w zależności od kąta patrzenia. Powodowało to skutki uboczne, takie jak zawroty głowy czy trudności z koncentracją u widzów.
Jednak technologia Lucius Prism Array rozwiązała te problemy. Technologia ta wykorzystuje folię złożoną z mikroskopijnych pryzmatów (pryzmatów trójkątnych) o średnicy kilkudziesięciu mikrometrów. Jedna strona każdego pryzmatu jest pokryta specjalnym materiałem pochłaniającym światło, który przepuszcza je tylko w pożądanym kierunku. W rezultacie, niezależnie od kąta patrzenia, do każdego oka dociera prawidłowy obraz, zapewniając naturalny efekt 3D. Dzięki tej technologii widzowie mogą teraz oglądać filmy 3D bez konieczności noszenia okularów 3D.
Przyszłe zastosowania inżynierii chemicznej i biologicznej
Technologia Lucius Prism Array nie ogranicza się wyłącznie do filmów 3D. W ramach badań nad cienkimi warstwami polimerowymi, technologia ta oferuje szeroki wachlarz potencjalnych zastosowań. Badania nad cienkimi warstwami polimerowymi obejmują wykorzystanie nanotechnologii do wytwarzania niezwykle cienkich warstw i kontrolowania ich właściwości. Badania te mogą znaleźć szerokie zastosowanie w technologiach przyszłości o wysokiej wartości dodanej, takich jak tranzystory organiczne, organiczne ogniwa słoneczne i półprzewodniki. W szczególności, ponieważ technologię tę można łatwo zintegrować z istniejącymi wyświetlaczami ciekłokrystalicznymi w celu generowania obrazów 3D, oczekuje się, że znajdzie ona zastosowanie w różnych urządzeniach elektroniki użytkowej, takich jak telewizory domowe i wyświetlacze smartfonów. Z ekonomicznego punktu widzenia, jej wysoka opłacalność sprawi, że będzie ona łatwo dostępna dla wielu gospodarstw domowych.
Ewolucja technologii obrazowania 3D i nasze codzienne życie
Rozwój technologii obrazowania 3D rozpoczął się w przemyśle filmowym, ale obecnie wkracza w nasze codzienne życie. Dzięki szybkiemu rozwojowi technologii wirtualnej rzeczywistości (VR) i rozszerzonej rzeczywistości (AR), wyświetlacze 3D mają potencjał, aby wprowadzić innowacje wykraczające poza zwykłą rozrywkę, do różnych dziedzin, takich jak edukacja, opieka zdrowotna i produkcja. Na przykład, w medycynie obrazy 3D mogą być wykorzystywane do planowania skomplikowanych operacji z większą precyzją, a w produkcji modele projektowe 3D można wizualizować w skali zbliżonej do rzeczywistej, aby usprawnić proces projektowania.
Docelowo technologia obrazowania 3D stanie się coraz bardziej integralną częścią naszego codziennego życia. Umożliwi nam nie tylko oglądanie filmów 3D bez specjalnych okularów, ale także zapewni realistyczne wrażenia wizualne w szerokiej gamie środowisk cyfrowych. Biorąc pod uwagę, że u podstaw tych zmian leżą postępy w inżynierii chemicznej i biologicznej, przyszłe badania i rozwój jeszcze bardziej wzbogacą nasze życie.
