Новые жидкокристаллические материалы, позволяющие создать дисплей, где трёхмерная картинка становится по-настоящему объёмной, получили учёные Физического института РАН /ФИАН/. Им удалось создать экспериментальный макет 3D-дисплея с объёмным экраном, в котором в реальном времени визуализируются объёмные картинки.
Сегодня стереоскопические 3D-дисплеи занимают всё более широкое место на рынке, но каждый может заметить, что мы видим на них, по сути не реальное объёмное изображение, а ряд плоских, разнесённых по глубине. Однако особый интерес — в том числе и для специалистов в области науки — представляют дисплеи с экраном, в которых изображаемый предмет можно увидеть без очков, под разными углами, независимо и сразу многими наблюдателями, да ещё и с возможностью заглянуть внутрь него!
Именно такой экран и создан в ФИАНе.

«Чтобы человеческий глаз воспринимал картинку непрерывной, частота кадров должна быть не менее 25 Гц, а значит, длительность каждого кадра — не более 1/25 секунды, — рассказал профессор Компанец. — Но это в случае одной ячейки. А если мы хотим сделать объёмное изображение, предположим, из ста сечений, т. е. используя сто жидкокристаллических ячеек, то время включения рассеяния света в каждой из них должно быть в сто раз меньше — уже 2,5 кГц».

Так называемые «нематические» жидкие кристаллы /НЖК/, на основе которых работает большинство современных дисплеев и видеопроекторов, не могут удовлетворить таким требованиям. Поэтому учёные из ФИАН предложили использовать жидкие кристаллы другого типа — «смектики». Из 5 смектических ЖК-ячеек и был собран экспериментальный макет 3D-дисплея с объёмным экраном.
«Принцип его работы очень прост, на каждой из ячеек по очереди включается рассеяние и подаётся картинка. Мы как бы листаем по слоям, по сечениям, но так быстро, что видим непрерывное объёмное изображение. Получается некий „аквариум“, в котором в реальном времени визуализируются объёмные картинки».
Количество ячеек можно довести до ста и получить настоящий, уникальный даже для мировой практики объёмный экран, отметил учёный. Проблема возникает лишь с видеопроектором, способным проецировать на ЖК-ячейки изображения сечений с частотой в несколько килогерц. Но и это можно реализовать, модулируя на основе таких же кристаллов свет с частотой до 7 кГц, т.е. в 50 раз быстрее, чем с нематическим ЖК.

Перспективы применения таких дисплеев очень широки, поскольку они не вызывают привычных сегодняшнему зрителю дискомфортных ощущений и способны давать реалистичную трёхмерную картинку объекта с сохранением всех его внешних деталей, а при соответствующем программном обеспечении. «Подобные дисплеи можно использовать в космической и авианавигации, в трёхмерных тренажёрах, в различных интерактивных играх и даже в медицине — для визуализации томографических изображений, — подчеркнул учёный.Сигналы преобразуются в скоростном видеопроекторе в оптические и сразу поступают на светорассеивающие ЖК-ячейки, формируя в реальном времени трёхмерное изображение органа.