2008-02-08

3D 突破:可更新之全像式顯示器

3D breakthrough with updatable holographic displays
http://www.physorg.com/news121524295.html

February 06, 2008

Arizona 大學的光學科學家藉由製造出 3D 全像式顯示器(holographic displays,那可在數分鐘之內被抹除與重寫)突破了一種技術性障礙。

此全像式顯示器 -- 可直接觀看無須佩戴其他東西 -- 就記憶中的發展所及,是第一款可更新的 3D 顯示器,讓它們成為醫療、工業與軍事應用上,那需要「處境意識(situational awareness)」,的理想工具。

"這是種新裝置的類型,並不像你信用卡上的微小鴿子全像圖," UA 光學科學教授 Nasser Peyghambarian 表示。"你信用卡上的全像圖是永久地印刷。你無法抹除影像並將它換成全新的一張 3D 影像。"

觀看全像式顯示器的影片(MP4, 9MB):
http://www.physorg.com/newman/gfx/files/Hologramsmall.mp4

"全像術已經存在約十年,不過全像式顯示器卻是此技術第一個真正的實際應用之一," UA 光學科學家 Savas Tay 表示。

舉例來說,動態全像圖顯示器能夠做進裝置中,協助外科醫師在冗長且複雜的腦外科手術期間追蹤進度、顯示航線,或著為飛行員指出整個領空周遭的任何危險,或是讓緊急回應小組近乎即時的觀看迅速改變的洪水狀況,或著交通問題。

而且沒有人知道廣告或娛樂產業會將可能的應用用於何處,Peyghambarian 說。"想想看,當你走進超市或百貨公司,你能夠看見一個大型的、動態的、3D 的產品展示," 他說。

Tay、Peyghambarian 以及他們來自於 UA 光學科學學院的同事與來自於加州 Nitto Denko Technical Corp., 的共同研究者,在 2/7 當期的 Nature 上報告這項研究。

他們的裝置基本上由一塊特殊塑膠薄膜夾在二塊玻璃當中組成,每塊玻璃佈滿透明電極。影像是利用雷射光束與一個外加電場被「寫入」感光塑膠,稱為光折變聚合物(photorefractive polymer)。科學家拍攝某物體照片,或著當他們掃描他們的物體時,來自於許多 2D 透視圖的場景,而全像式顯示器會將這些 2D 透視圖組合成 3D 圖像。

The Air Force Office of Scientific Research,資助 Peyghambarian 的團隊開發可更新的全像式顯示器,過去曾用過全像式顯示器。不過這些顯示器是靜態的。它們不允許抹除與更新影像。這種新的全像式顯示器每幾分鐘能夠顯示新的影像。

這個由 Peyghambarian, Tay 等人所創造出來的 4x4 吋原型顯示器現在只有紅色,不過研究者相信能開發出更大型的全彩顯示器。他們下一步將製造 1x1 呎(30.48 cm)的顯示器,接著是 3x3 呎(91.44 cm)。

"我們使用高效能、低成本的記錄材料,具有相當大尺寸的能力,這對於實物大小、逼真的 3D 顯示相當重要," Peyghambarian 說。"我們能在 3 分鐘內記錄完整的場景或物體,並且能夠將它們貯存達 3 小時。"

研究者亦研究利用脈衝雷射更快寫入影像。

"如果你能以脈衝雷射更快寫入,那麼你花寫入較小全像圖的同樣時間就能寫入更大的全像圖," Tay 說。"我們展望這將會是一種實物大小的全像圖。"

Tay 強調,可更新的全像式顯示器對於醫療有多麼重要。

"3D 造影技術在醫療中已普遍使用,例如 MRI 或 CT 掃描技術," Tay 說。"然而,在 3D 中所創造出來的大量資料卻只能夠在 2D 裝置上顯示,不是在電腦螢幕上就是在一張紙上。以這種方式呈現,會漏失大量資訊。所以我認為當我們開發出更大、全彩的 3D 全像圖時,全世界每間醫院都會想要一套。"

※ 相關報導:

* An updatable holographic three-dimensional display
http://www.nature.com/nature/journal/v451/n7179/abs/nature06596.html
Sava Tay, P.-A. Blanche, R. Voorakaranam, A. V. Tunc, W. Lin,
S. Rokutanda, T. Gu, D. Flores, P. Wang, G. Li,
P. St Hilaire, J. Thomas, R. A. Norwood, M. Yamamoto &
N. Peyghambarian
Nature 451, 694-698 (7 February 2008)
doi:10.1038/nature06596

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