Исследователи в сфере пространственных вычислений разработали прототип гарнитуры дополненной реальности, которая способна проецировать полноцветные трехмерные динамические изображения на линзы, похожие на обычные очки. Этот новый прототип предоставляет визуально привлекательный 3D-опыт в стильном и удобном дизайне, который удобно носить в течение всего дня, в отличие от существующих громоздких систем дополненной реальности.

Доцент кафедры электротехники и эксперт в области пространственных вычислений Гордон Ветцштейн, чья команда инженеров представили свое устройство в новой статье в журнале Nature, сказал:

Наша гарнитура выглядит для окружающего мира как обычные очки, но то, что видит пользователь через линзы, - это обогащенный мир, наложенный на яркие полноцветные трехмерные компьютерные изображения.

Хотя это только прототип, эта технология, по их мнению, может изменить различные области, начиная от игр и развлечений и заканчивая обучением и образованием - везде, где компьютерные изображения могут обогатить или информировать пользователя о мире вокруг.

Этот новый подход является первым, который успешно объединяет сложные инженерные требования, которые до сих пор либо делали гарнитуры громоздкими, либо обеспечивали неудовлетворительный 3D-опыт, который мог вызывать у пользователей утомление или даже тошноту.

Чтобы добиться успеха, исследователи преодолели технические препятствия, объединив голографическую визуализацию с улучшенным искусственным интеллектом и новыми подходами к нанофотонным устройствам. Один из основных вызовов заключался в том, что методы отображения изображений дополненной реальности часто требовали сложной оптической аппаратуры. В этих системах пользователь фактически не видел реального мира через линзы, а вместо этого изображения снимались камерами снаружи гарнитуры и смешивались с компьютерными изображениями. Это смешанное изображение затем проецировалось на глаза пользователя.

Для создания более качественных трехмерных изображений Ветцштейн отказался от традиционных стереоскопических методов в пользу голографии - технологии визуализации, которая была разработана в конце 1940-х годов и получила Нобелевскую премию. Несмотря на потенциальные преимущества в области 3D-изображений, голография до сих пор ограничивалась своей неспособностью точно отображать сигналы глубины 3D, что иногда приводило к неудовлетворительным и даже вызывающим тошноту визуальным впечатлениям.

Команда Ветцштейна использовала искусственный интеллект для улучшения глубины голографических изображений. Затем, используя достижения в области нанофотоники и волноводных технологий отображения, исследователи смогли проецировать компьютерные голограммы на линзы очков, не полагаясь на громоздкую дополнительную оптику.

Создание волноводов осуществляется путем травления нанометровых узоров на поверхности линзы. Маленькие голографические дисплеи, установленные в каждом храме, проецируют компьютерные изображения через выгравированные узоры, которые отражают свет внутри линзы, прежде чем он попадет прямо в глаза зрителя. Глядя через линзы очков, пользователь видит как реальный мир, так и полноцветные трехмерные компьютерные изображения, отображаемые поверх него.

Эффект 3D усиливается за счет того, что каждый глаз видит немного разное изображение, как при традиционном 3D-изображении, так и голографическом.

Конечным результатом использования новых технологий волноводного отображения и усовершенствования голографического изображения является реалистичное трехмерное визуальное восприятие, которое визуально удовлетворяет пользователя, но при этом не вызывает утомления, которое было характерно для предыдущих подходов.