研究人員展示了一種不需要佩戴太陽鏡的3D光場顯示系統原型生活中的透鏡視頻，并且由于使用了新開發的平面透鏡，該系統的觀看距離大大延長。 該系統是朝著可用于電視、便攜式電子產品和臺式機的緊湊、逼真的 3D 顯示器邁出的重要一步。
光場顯示器使用密集的光場來創建無需太陽鏡即可觀看的全彩實時 3D 視頻。 這些創建 3D 顯示的方法允許多人同時查看虛擬場景，就像真實的 3D 對象一樣。
“大多數光場 3D 顯示器的觀看范圍有限，這會導致 3D 虛擬圖像隨著觀看者遠離設備而退化，”上海研究院的研究小組組長文福說。 “我們設計的納米結構平面透鏡只有100微米厚，并且具有特別大的焦深，可以從更遠的地方看到高質量的虛擬3D場景。”
研究人員在期刊中報告稱，他們的原型顯示器在 24 分米到 90 分米的觀看距離下表現出高效率和高色調保真度。 結合此功能可創造更真實的觀看體驗。
fú 表示：“我們開發了這項新技術，希望創造出讓人們感覺他們在視頻會議期間真正在一起的顯示器。” “隨著納米技術的不斷進步，我們預計裸眼 3D 顯示器將成為日常生活的一部分。” 其中一部分將改變人們與計算機交互的方式。”
創建多個視圖
光場顯示器通過投影不同的視圖來創建逼真的圖像，以便從不同角度觀看時 3D 場景看起來相同。 用于創建此視圖的鏡頭焦距是觀看距離的限制因素。
為了克服這個問題，研究人員通過將納米結構以聚焦光的形式圖案化到平坦表面上，精心設計了一種新型衍射平面透鏡。 將這些透鏡中的幾個交織在一起，使他們能夠創建一個像素化視圖調制器，這是一種光學組件，可以為光場顯示器中的場景創建各種視角。 例如，創建四個視角的 3D 顯示器將使用四個這樣的透鏡生活中的透鏡視頻，每個透鏡將光線聚焦到一個獨特的視角。
“由于與傳統玻璃透鏡相比，平面透鏡具有更出色的光操控能力，因此它們可用于解決 3D 顯示中有限運動視差、串擾、視覺疲勞和有限觀看距離等難題，”喬說。 .
測試原型
在證明該鏡頭在聚焦液晶顯示器所使用的紅光、綠光和藍光以創建圖像時可實現高幀率后，研究人員將其放入原型 4 英寸 3D 光場顯示器中，在 24 到 90 之間的距離觀看分米。
該顯示器可產生平滑的水平視差，在所有觀看距離處的噪聲率均高于 26%，這意味著極少有可能導致眼瞼疲勞或使圖像看起來不真實的錯誤。 該顯示器還表現出高達82%的光效率，遠低于已報道的其他類似3D顯示系統。 高光效率對于創建明亮的虛像非常重要，特別是對于便攜式電子產品等耗電應用。
雖然目標無人機的視角僅為 9 度，但研究人員表示，通過優化用于制造平面透鏡的納米結構設計，可以將視角擴大到近 180 度。 除了研究這一點，他們還計劃通過開發更復雜的設計算法來為每個像素操縱光束，從而進一步提高光效。 他們強調，要實際制造這種類型的顯示器，需要有一種更簡單的方法來制造納米結構。
