スマートフォン用の3Dディスプレイ





スターウォーズシリーズの映画を少なくとも1つも視聴していない人は、おそらくいないでしょう。 キャラクターが二次元の画像ではなく、小さな三次元の画像でコミュニケーションをとったときに、そこに描かれたホログラムのアイデアを賞賛したことは確かです。 または、C3POとChewbakが観察した奇妙なゲームを覚えていますか? ちなみに、彼女は古典的な人形のアニメーションのように、フレームごとに主演しました。







2-3年以内にディスプレイを備えた商用製品が市場に登場し、ホログラフィックに近い画像を表示できるようになる可能性があります。 簡単にご紹介したい2社の開発により、これを期待できます。





この写真は、3次元画像を作成できるOstendoの明るいフィールド(「ライトフィールド」から)ディスプレイを示しています。



立体的な疑似3次元画像を見ようとすると、これは一種の精神体操です。 現実には、ある物体を見ている間、脳は、焦点面が瞳孔のベクトルが収束する距離にあるという「仮定から進む」。 しかし、目ごとに別々の画像が意図されているステレオ画像を見ると、焦点は画面の平面内にあり、理論上、結果の画像があるべき場所に目が収まります。 この活動は多くの人にとって簡単ではなく、頭痛を感じる人もいます。







ホログラムでは、すべてが異なります。 それらは、私たちの脳がそれらを「期待する」空間のポイントで正確に構築されます。 さらに、ホログラムは真に3次元であり、あらゆる角度から見ることができ、特別な眼鏡は必要ありません。 しかし、最近まで、ホログラフィックはディスプレイではなく、デバイス全体が非常にかさばり、壊れやすいものでした。 自分で判断する:























このようなデバイスには、大型のプロジェクターとスクリーンが含まれていたか、視野角が制限されていました。 そして現在、 Ostendo TechnologiesLeia (Hewlett-Packardの子会社)の2社が、今後数年間、ポケット形式のホログラフィックディスプレイの商用サンプルを提供することを約束します。 より正確には、ライトフィールドの原理で動作するディスプレイ。



確かに、彼らが作成した画像はまだスターウォーズには届きませんが、すでに近くにあります。







オステンド



この夏、オステンドは9年間の仕事の結果を示しました。 8つのQPIチップ(Quantum Photonic Imager、量子光ディスプレイデバイス)の配列は、3つの画像をスクリーンに投影します。これらの画像は、3次元効果をもたらします。









2:10から見ることができます。



今日利用できるすべての「伝統的な」ディスプレイは、あらゆる方向に光を放射します。 少なくとも180度のセクターでは。 ただし、QPIは非常に狭いセクターに光ビームを収束させるため、異なる方向に異なる画像を放射できます。 開発者によると、新しいディスプレイの画像は、2500の異なる角度から見たときに3次元を保持します。



各QPIチップには100万個のLEDピクセルが含まれており、赤、青、緑の3つの層を形成しています。 3つの発光層はすべて、画像プロセッサの上部にあります。 製造業者によると、これによりデバイスのエネルギー効率が向上し、画像出力に使用するコンピューティングリソースを削減できます。 2500以上の角度から3次元効果を得るには、計算が必要です。



各ピクセルの長さは5〜10ミクロンです。 結果として得られる画像の色は、各レイヤーのピクセルの輝度を制御することにより調整されます。



ピクセルからの導波路により、各ピクセルは非常に狭いセクター、実際にはビームで放射できます。 導波路からの光はマイクロレンズに入射し、マイクロレンズは各ピクセルからの放射を集束して正しい方向に向けます。 これがどのように実装されているかを報告していないのはメーカーのみです。







3次元効果を作成するために必要な膨大な計算に加えて、2番目の深刻な問題は、ピクセルの前にマイクロレンズの層を作成することです。 レンズの中心が導波路の軸から外れると、画像が損なわれ、3次元効果が失われるため、その形状と位置を非常に正確に検証する必要があります。



開発者が直面した3番目の問題は、満足できる画像解像度を確保することでした。 膨大な数の角度から3次元効果を作成する必要があるため、数学的装置は非常に複雑になります。 さらに、「サポートされる」角度の数が増えると、それぞれの角度からの画像解像度が比例して低下します。 たとえば、10の角度で3次元の効果を提供すると、画像の解像度は元の解像度の10分の1になります。 そのため、開発者は解像度の損失を軽減し、リソース消費を削減するためのアルゴリズムに取り組んでいます。 残念ながら、技術の複雑さと複雑さのため、開発者は約3年後に最初の商用製品をリリースしたいと考えています。



レイア



最も可能性が高いのは、スターウォーズのレイア姫に敬意を表して社名を付けたということです。これは、開発者にとってのインスピレーションの源泉を暗示しています。







研究者は、開発に基づいて自動立体視の原理に基づいています。 従来のLCDディスプレイの背後には、マイクロセル格子があります。 さらに、各セルは回折格子です。 それらは、それらを通過する光が異なる方向に送られるように方向付けられるため、64角度から見たときに3次元画像の効果が作成されます。







開発者は、理由がないわけではないが、彼らの技術は潜在的に簡単に拡張可能であると信じています。 理論的には、透明な3Dディスプレイを作成することもできます。 最初の商用製品の生産は来年に予定されています。



私たちの意見



ご覧のとおり、開発者の成功は非常に印象的です。 もちろん、Leiaプロジェクトは、スマートフォンの3次元ディスプレイの先駆者の役割の最も有望な候補のように見えます。 私たちはまだメインディスプレイとしてではなく、追加のディスプレイとして見ていますが。 おそらく、初期段階では、YotaPhoneの電子インクディスプレイのように、そのようなディスプレイはデバイスの背面に配置されます。 主にゲームやビデオ通話を含むビデオの視聴に使用されます。 これにより、開発者が2Dカメラ画像を3Dに変換する方法についての疑問が生じます。 簡単に言えば、顔認識アルゴリズムと、人間の顔の特徴的なレリーフに基づく法線マップの使用について想定できます。



完全に置き換えるために、両方のテクノロジーはまだ十分な解像度と十分なカラーレンダリングを備えていません。 5年の展望ではありますが、メインディスプレイを置き換えるのに十分なレベルでうまく機能する可能性があります。 しかし! タッチスクリーンで何をしますか? センサーレイヤーを同じ場所、つまりディスプレイの保護ガラスの表面に置いた場合、スマートフォンを制御すると、指が画像を「抜け落ちる」ため、不自然な感じがします。 ただし、そうではない可能性があります。 3次元タッチコントロールについて考えることができますが、ジェスチャはディスプレイの表面ではなく、ディスプレイから少し離れた場所で認識されます。 想像してみてください。あなたは指を使って、スマートフォンの表面の上にそびえ立つ体積のある物体を動かすことができます。



また、スマートフォンで3Dディスプレイを使用する方法は何ですか?



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