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Los hologramas nos han cautivado desde que se inventaron por primera vez en 1947. Lo sorprendente de los hologramas es que nos permiten experimentar mundos reales y virtuales al mismo tiempo. Aunque durante mucho tiempo se los ha considerado la forma más perfecta de representar objetos con luz, hasta ahora su comercialización a gran escala se ha visto obstaculizada por limitaciones tecnológicas.
(De izquierda a derecha) Jungkwuen An, investigador principal del Instituto de Tecnología Avanzada de Samsung (SAIT), Kanghee Won y el maestro Hong-Seok Lee
Como parte de un esfuerzo por encontrar formas de aplicar hologramas a una gama más amplia de campos, los investigadores del Instituto de Tecnología Avanzada de Samsung (SAIT), que ha reconocido durante mucho tiempo el potencial ilimitado de hologramas, comenzó a estudiar el desarrollo de pantallas holográficas.1 Después de ocho años de pruebas, el equipo publicó una tesis sobre pantallas de video holográficas de panel delgado en la revista científica de renombre mundial Nature Communications.
¿Qué significa la tesis de SAIT para el estudio y desarrollo de hologramas, y cómo podrían aplicarse los hologramas a nuestra vida diaria? Para responder a estas preguntas y más, Samsung Newsroom entrevistó al maestro Hong-Seok Lee del Instituto de Tecnología Avanzada de Samsung, así como al investigador principal Jungkwuen An y al investigador Kanghee Won.
Crea objetos realistas con luz
En resumen, los hologramas crean imágenes de objetos que no existen. En términos de su capacidad para producir imágenes realistas, son similares a las pantallas de alta resolución que vemos a lo largo de nuestra vida diaria. La principal diferencia entre ellos se reduce a la dimensión a la que se presentan las imágenes. Como explicó Hong-Seok Lee, "mientras que una pantalla convencional representa imágenes basadas en la intensidad de la luz, los hologramas no solo controlan la intensidad de la luz, sino también su intensidad. fase para producir imágenes que aparecen en tres dimensiones ".
Una de las principales razones por las que las pantallas holográficas se consideran la forma más ideal de visualización en 3D, según Jungkwuen An, es cómo los humanos perciben la profundidad. "El ojo humano utiliza varias señales de percepción de profundidad, que incluyen paralaje binocular, dos ángulos de pupila, ajuste de enfoque y paralaje de movimiento".2 para reconocer la profundidad de un objeto ", dijo An." Si bien la mayoría de los métodos de visualización en 3D proporcionan solo algunas de estas pistas, un holograma las proporciona todas. Reproduce perfectamente los objetos con luz, produciendo imágenes tan reales como la realidad. "
Investigador principal Jungkwuen An
Allanando el camino para la comercialización de hologramas
Desde facilitar las visitas al hospital para pacientes en cuarentena hasta producir mapas virtuales, pistas de navegación virtuales e incluso proyecciones de artefactos antiguos, las posibles aplicaciones de la tecnología holográfica son vasto y variado. Sin embargo, antes de que los hologramas se puedan aplicar a más campos, los investigadores deberán abordar uno de los mayores obstáculos para la comercialización generalizada de la tecnología, que tiene que ver con la correlación entre el tamaño de la tecnología. pantalla y ángulo de visión.
Una de las principales limitaciones de la tecnología holográfica es que el ángulo de visión óptimo se vuelve más estrecho cuando se amplía una pantalla y el tamaño de la pantalla se reduce a medida que el tamaño de la pantalla se hace más pequeño. # 39; aumenta el ángulo de visión. Esto significa que si una pantalla holográfica Full HD de 2 mm x 1 mm tiene un ángulo de visión de 30 °, aumentar el tamaño del holograma a 200 mm x 100 mm reducirá el ángulo de visión a 0, 3 °.
Investigador Kanghee Won
Para resolver el problema de los ángulos de visión estrechos, el equipo de investigación de pantallas holográficas de SAIT ha desarrollado un elemento óptico especial llamado Steering Backlight Unit (S-BLU). Como explica Kanghee Won, “Un S-BLU consiste en una fuente de luz con forma de panel delgado llamada Unidad de retroiluminación coherente (C-BLU), que convierte un rayo incidente en un rayo colimado, y un deflector de haz, que se puede ajustar. el haz incidente en un ángulo deseado. Una pantalla 4K clásica de 10 pulgadas ofrece un ángulo de visión muy pequeño de 0,6 °. Sin embargo, puede ampliar el ángulo de visión aproximadamente 30 veces doblando la imagen hacia el espectador con S-BLU. "
Para resolver el problema del ángulo de visión estrecho, el equipo creó un nuevo tipo de pantalla holográfica que presenta un diseño de pantalla plana delgada como las que vemos. en el mercado hoy. Otro logro notable del estudio es que identificó un método para generar imágenes holográficas 4K en tiempo real que utiliza una matriz de compuerta programable en campo (FPGA) de un solo chip.3 para el cálculo del holograma. El nuevo método usa lo que se llama un cálculo "basado en capas", mientras que la mayoría de los métodos usan un proceso llamado cálculo "basado en nubes de puntos".
Al calcular hologramas en tiempo real utilizando FPGA, el nuevo método optimiza un algoritmo aplicando condiciones que evitan la pérdida de información y el sobremuestreo. Estos avances, explicó Lee, podrían ayudar a allanar el camino para que los hologramas encuentren su camino hacia más aspectos de la vida cotidiana. “Desde la creación hasta la reproducción de los hologramas, se ha implementado un sistema completo para garantizar la comerciabilidad”, dijo Lee.
La clave del futuro de las pantallas
Si bien la idea de los hologramas como parte de la vida cotidiana es sin duda emocionante, los investigadores señalaron que la tecnología todavía tiene un largo camino por recorrer antes de que se parezca a los hologramas que hemos visto en las películas de ciencia ficción. . De hecho, hacer de los hologramas un espectáculo diario requerirá el desarrollo no solo de pantallas holográficas, sino también de contenido holográfico, dispositivos de disparo holográficos y el proceso de transmisión de la gran cantidad de datos generados por los hologramas.
Sin embargo, como señaló Won, hay formas de que los hologramas comiencen a aparecer en nuestra vida cotidiana lo antes posible. “Por ejemplo, podemos comenzar a ver un uso limitado de hologramas para producir cosas como teclados e incluso menús holográficos”, dijo Won. "A medida que los hologramas se generalicen, también comenzaremos a ver un mayor uso de interfaces de usuario sin contacto (interfaces de usuario) basadas en gestos con los dedos, voz, seguimiento ocular y reconocimiento de ondas cerebrales. y otras formas de entrada ".
Maestro Hong-Seok Lee
En su tesis, los investigadores sugieren que la adopción de un nuevo marco para las pantallas holográficas será la clave para superar el obstáculo más importante para la comercialización. "Continuaremos dedicando todos nuestros esfuerzos a crear hologramas como el futuro de las pantallas", dijo Lee.
1 Una imagen creada con tecnología holográfica se llama imagen holográfica. Un dispositivo que produce imágenes holográficas se llama pantalla holográfica.
2 La paralaje de movimiento se refiere al hecho de que los objetos que se mueven a una velocidad constante parecen moverse más rápido si están más cerca del observador de lo que lo harían si lo estuvieran. Mas distancia.
3 Un FPGA es un tipo de semiconductor programable sin memoria. A diferencia de los semiconductores convencionales, que no pueden modificar sus circuitos, un FPGA se puede reprogramar para cumplir con un propósito deseado.
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