Posted in: Technik 20. März 2013 20:05 Weiter lesen →

3-D für unterwegs

Foto zeigt farbiges Firmenlogo mit den Buchstaben H und P, scheinbar in einem dunklen Raum schwebend Wer heute Bilder oder Filme mit räumlicher Tiefenwirkung sehen will, muss entweder eine spezielle Brille aufsetzen oder darf sich nicht bewegen. Eine elegante Technik, die diese Einschränkungen umgeht, stellen amerikanische Forscher im Magazin „Nature“ vor. Die von ihnen entwickelte Displaybeleuchtung umfasst Bildpunkte, die Licht in viele verschiedene, genau definierte Richtungen abstrahlen. Auf diese Weise kann sie den Augen leicht unterschiedliche Bilder bieten.

Foto: Kar Han Tan

Diese kostengünstige Displaytechnik eigne sich vor allem für den Einsatz in tragbaren Geräten wie Uhren, Mobiltelefonen oder Tablet-Computern, so David Fattal und seine Kollegen von den Forschungslaboratorien der Firma Hewlett-Packard im kalifornischen Palo Alto. Andere, derzeit gängige 3-D-Techniken seien für solche Geräte entweder zu sperrig, erzielten nicht die nötige Bildauflösung oder böten kein ausreichend weites Sichtfeld.

Die von Fattal und Kollegen entwickelte Hintergrundbeleuchtung besteht aus einer transparenten Schicht, etwa einer schlichten Glasplatte oder Plastikfolie. In die Oberfläche dieser Schicht ätzen oder prägen die Forscher mikroskopisch kleine Furchenmuster, deren Orientierung systematisch variiert. An diesen optischen Gittern tritt Licht, das seitlich in die transparente Schicht eingekoppelt worden ist, aus der Schicht aus und wird in eine definierte Richtung gelenkt. Die Richtung ist durch die Orientierung des jeweiligen, wenige Mikrometer (Tausendstel Millimeter) großen Gitters vorgegeben.

Raster-EM-Aufnahme zeigt kreisrunde Furchenmuster mit unterschiedlichen Ausrichtungen, dicht an dicht gepackt auf einer glatten Oberfläche EM-Aufnahme: Albert Jeans

Vor diese Schicht setzen die Forscher eine zuvor berechnete Maske, die einzelne Gitterpunkte gezielt abschattet. Linkes und rechtes Auge sehen daher leicht unterschiedliche Bilder, sodass im Gehirn ein Tiefeneindruck entsteht. Wird statt der statischen eine dynamische Maske verwendet, etwa die von einem Rechner angesteuerte Flüssigkristallschicht eines Videoprojektors, können auch 3-D-Filme dargestellt werden.

Farbe kommt ins Spiel, indem von verschiedenen Seiten rotes, grünes bzw. blaues Licht in die transparente Schicht eingekoppelt wird. Ein von Fattal und Kollegen getesteter Prototyp bringt auf einem Fleck mit 36 Mikrometern Kantenlänge je einen Gitterpunkt für die drei Grundfarben unter. In einer 250 Mikrometer großen Zelle, entsprechend der Bildpunktgröße aktueller Displays, können rechnerisch daher 48 leicht unterschiedliche Farbansichten eines Objektpunkts generiert werden.

Forschung: David Fattal und Raymond G. Beausoleil, Hewlett-Packard Laboratories, Palo Alto; und andere

Veröffentlichung Nature, Vol. 348, 21. März 2013, pp 348–51, DOI 10.1038/nature11972

WWW:
Hewlett-Packard Laboratories
Autosteroskopie
Optisches Gitter

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Lachen beeinflusst räumliches Sehen

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