Czy telewizory zostaną zastąpione przez hologramy?

Kiedy zamarzyliśmy o holograficznych transmisjach wideo? W tej kwestii historia daje wyjątkowo ostrą i oczywistą odpowiedź: w 1977 roku, kiedy R2D2 wyświetlił holowiadomość w filmie „Gwiezdne wojny”. W uniwersum Lucasa jakość projekcji była niedoskonała, ale fantaści szybko to nadrobili. Skończyli na startrekowych holodekach i całkiem materialnym holodoktorze. Tymczasem na Ziemi nie lada skokiem była przesiadka z telewizorów kineskopowych na płaskie panele HDTV.

Czy holo TV to nadal futurystyczne marzenie, czy może zbliżamy się do długo oczekiwanego przełomu? To zależy, czy oczekujemy rozwiązań wizjonerskich, czy jesteśmy gotowi zaakceptować praktyczne kompromisy.

Level 0: Nieporozumienia

Czego oczekuję od holowizji? Chciałbym widzieć w obrazie głębię bez stosowania okularów. Chciałbym też zmian perspektywy sceny, gdy patrzę na obraz pod różnymi kątami (tego nie zapewnia 3DTV). Chciałbym wreszcie, żeby inne osoby w pokoju miały podobne wrażenia – czyli odpadają systemy śledzące położenie oczu jednego widza i preparujące obraz pod niego.

Z tej perspektywy nieporozumieniem jest nazywanie holograficznymi ekranów w szklanych taflach. To tylko ładnie wyglądająca sztuczka z projektorem i przejrzystą folią projekcyjną załamującą światło tak, by rzucany na szkło obraz skręcił w stronę widza. Co z tego, że wideo wygląda jak zawieszone w powietrzu, skoro jest to zwykłe 2D.

Na podobnych sztuczkach opierają się prezentowane na wystawach elektroniki „holograficzne” piramidki, takie jak HoloAd czy Cheoptics360. Wydaje się, że grafika powstaje wewnątrz szklanej bryły, ale to tylko odbijające się od ścianek obrazy 2D pochodzące z ekranów umieszczonych na górze lub dole. Na większą skalę ten trik stosowany jest czasem podczas koncertów – pozwala wyjść na scenę „hologramom” martwych artystów albo kreskówkowych postaci. Jak mawiają Anglicy, to tylko dym i lustra.

Level 1: Dobre skróty

Naukowcy podążają ku holowizji dwiema drogami. Jedni wysoko zawieszają poprzeczkę oczekiwań, a później żmudnie naginają rzeczywistość do potrzeb. Drudzy zastanawiają się, czy czegoś w miarę rozsądnego nie dałoby się zbudować z już wdrożonych technologii.

Oczywistym kandydatem do eksperymentów jest panel LCD, tani i łatwo dostępny. Jak wiemy, ciekłokrystaliczna matryca jest dynamiczną przesłoną, która musi być podświetlana od tyłu. Dobrze się składa, bo nic nie stoi na przeszkodzie, aby pomiędzy podświetleniem a widzem umieścić dwie lub więcej warstw LCD w celu osiągnięcia hologłębi.

Prototyp Tensor naukowców z MIT: głębia osiągana za pomocą trzech matryc LCD.

 

Tak eksperymentują naukowcy z Massachusetts Institute of Technology. Ich prototypowy wyświetlacz Tensor ma trzy matryce LCD i to wystarcza do wyświetlania obiektów, które można oglądać z różnych perspektyw. Ekrany wyświetlają po kolei dane odzwierciedlające dziesięć „plastrów” głębi – na tyle szybko, aby oko widziało ładnie zaokrąglony obiekt. Szyte na miarę oprogramowanie ogranicza ilość graficznych danych, aby przyciąć je do możliwości współczesnych kart graficznych i standardów przesyłu. Można się zżymać, że to takie holo na skróty, ale przecież to samo robimy z wizją 2D: najpierw kompresujemy ją stratnymi kodekami, a potem wygładzamy ruchy na ekranie procesorami obrazu znajdującymi się w dobrych telewizorach.

Najbardziej kompletnym rozwiązaniem wydają się telewizory HoloVizio węgierskiej firmy Holografika. Jej spece opracowali własną technologię modulacji światła, dzięki której voksele (holopiksele) obrazu mogą świecić w różnych kierunkach. Ekrany HoloVizio zapewniają bezokularowe wrażenie głębi połączone z podglądaniem sceny z różnych stron. Perspektywa reaguje na zmiany punktu widzenia w poziomie, pionie, a także zbliżanie do ekranu. Firma jest gotowa produkować holowizyjne monitory biurkowe, telewizory, a także duże wyświetlacze ścienne na potrzeby wystaw.

Holografika działa w ramach współfinansowanego przez Unię Europejską programu 3D VIVANT. Inne zaangażowane w niego ośrodki pracują między innymi nad sposobami kompresji i formatami zapisu holowizji. Opracowano także holokamerę: jeden obiektyw zbiera przestrzenne informacje dzięki matrycy składającej się z wielu małych soczewek (przypominającej oko owada). Przy okazji zatem mamy praktyczny sposób rejestracji holograficznej, niewymagający omiatania okolicy pierścieniem wielu kamer.

Level 2: Prawdziwa przestrzeń

Naukowy obóz wizjonerów nie chce słyszeć o iluzjach i uproszczeniach, zamierza generować prawdziwie trójwymiarowe obiekty. Trzeba tylko znaleźć odpowiednie medium, na przykład bardzo obiecujące polimery ciekłokrystaliczne zmieniające kąt załamywania światła pod wpływem lasera.

Laser impulsowy rysujący wzór w ekranie z przezroczystego tworzywa powoduje zakłócenia jego struktury widoczne po podświetleniu polimeru. Ekran ma swoją grubość, więc i wzór może być trójwymiarowy. Po chwili zakłócenie zanika albo można je nadpisać drugim przejechaniem lasera. Przypomina to odświeżanie obrazu telewizyjnego, prawda? Jeśli naukowcy zwiększą czas reakcji polimeru i częstotliwość pulsowania lasera, holograficzne obrazy staną się dla nas płynną animacją.

Oczywiście ostatecznym marzeniem (i spełnieniem wizji z „Gwiezdnych wojen”) jest holowizja w powietrzu. Tu także włożyliśmy nogę w drzwi rzeczywistości – mamy namiastkę. Okazało się, że odpowiednio skupiając wiązkę impulsowego lasera podczerwonego, można zmieniać molekuły tlenu lub azotu w małe kulki świecącej plazmy. Zachodzi zjawisko podobne jak w błyskawicy; mikrowyładowaniom towarzyszą nawet ciche trzaski!

Mniejsza o fizykę, ważne, że w powietrzu powstaje na chwilę jaska kropka. System Aerial 3D opracowany przez japońską firmę Burton strzela 50 tysięcy razy na sekundę, a to wystarcza już do wyczarowania w przestrzeni prostych, animowanych obiektów. Lepiej nie być w rejonie ostrzału, dlatego prezentowany na wystawach Aerial 3D albo generuje obiekty nad głowami gości, albo w szklanych pojemnikach ochronnych. Dziś to tylko ciekawostka, ale – tak jak w wypadku hologramów w polimerach – skoro wymyśliliśmy sposób, teraz już będzie z górki.

Poprawka na rynek

Twórcy polimerowych hologramów przewidują, że ich rozwiązanie będzie nadawać się do użytku w ciągu dekady. Ekrany HoloVizio mają być produkowane już w tym roku, ale nie znaczy to, że za moment holowizja zagości w naszych salonach. Najpierw przejdzie chrzest bojowy na rynkach specjalistycznych, na przykład w medycynie.

Autorem tekstu jest Rafał Belke

  • JaczyHasiek

    Jak oglądałem to wideo z holografiką to przyznaję, że zrobiło na mnie wrażenie, szczególnie widok bloków z lotu ptaka. Ciekawe jak to wygląda na żywo i czy oczy nie bolą. Jak znam LG to będą wdrażać raczej technologię, która jest przyjazna dla zdrowia.