Light Field Lab’s SolidLight biedt een echt holografisch videoscherm

Light Field Lab SolidLight

De droom van holografische video is al lang een hoofdbestanddeel van sciencefiction – het beeld van prinses Leia dat vanuit R2-D2 naar binnen wordt gestraald, het holodek in , en de haai die tevoorschijn komt bij Marty McFly in zijn slechts drie voorbeelden. Welnu, die fantasie staat nu op het punt werkelijkheid te worden, maar zonder de wetten van de fysica te overtreden. Een startup in Silicon Valley genaamd Light Field Lab heeft ‘s werelds eerste echt holografische digitale display-technologie ontwikkeld, die ik deze week tijdens een bezoek aan de kantoren van het bedrijf met eigen ogen mocht aanschouwen.

Voordat ik je vertel wat het is, wil ik je vertellen wat het is. Het is niet de technologie die werd gebruikt om Tupac Shakur te doen herleven op het concertpodium van Coachella in 2012; dat is een 160 jaar oud effect genaamd Pepper’s Ghost dat letterlijk rook en spiegels gebruikt om zwevende 2D-beelden weer te geven. En het is zeker geen autostereoscopisch 3D, zoals bedrijven als Samsung, Sony, Looking Glass en Stream TV al jaren bewijzen. Die technologie presenteert afzonderlijke 2D-beelden aan elk oog – zolang u zich op de juiste plek bevindt – en veroorzaakt soms duizeligheid en misselijkheid als gevolg van iets dat vergentie-accommodatieconflict wordt genoemd, dat ook op bril gebaseerde stereoscopische beelden en op het hoofd gemonteerde schermen kan pesten .

Light Field Lab, opgericht in 2017, heeft een technologie ontwikkeld die het SolidLight noemt en die precies nabootst hoe licht zich in de echte wereld gedraagt. Als je naar een object in de echte wereld kijkt, reflecteert het licht van de zon of een andere bron van het object op veel verschillende punten in veel verschillende richtingen, waarvan sommige je ogen binnenkomen (zie figuur 1a). Terwijl je rond het object beweegt, komen verschillende lichtstralen – of beter gezegd golffronten – je ogen binnen en zie je verschillende perspectieven. Ook worden objecten erachter op een andere manier aan het zicht onttrokken (afgesloten).

Hoe licht je ogen binnenkomt

Als je al die lichtgolffronten zou kunnen genereren die in veel verschillende richtingen uitstralen vanuit veel verschillende locaties zonder een fysiek object, zou je een echte holografische recreatie van dat object creëren (zie figuur 1b). Dit is precies wat SolidLight doet. Conventionele stereoscopische beelden kunnen dat niet: al het licht komt uit één vlak. Zelfs als elk oog een licht verschoven 2D-uitkijkpunt krijgt, zijn het afbeeldingen, geen objecten – in geen geval een echt hologram.

Light Field Lab SolidLight

De problemen die Light Field Lab heeft opgelost, zijn onder meer schaal, dichtheid en berekening. Om effectief een echt holografisch object te vormen, moet u de richting en amplitude van tientallen of honderden miljarden golffronten genereren en controleren, die overeenkomen met pixels op een 2D-scherm. Houd er rekening mee dat een 4K-scherm 8,3 miljoen pixels heeft, terwijl een ultramodern 8K-scherm 33 miljoen pixels heeft; vergelijk dat met de 10 pixels per vierkante meter die SolidLight genereert!

Het is belangrijk om te begrijpen dat alle golffronten voor een scène tegelijk aanwezig zijn en dat je ogen op elk moment op elk punt in de scène kunnen focussen, net als in het echte leven. Gebieden waarop u zich niet concentreert, vertonen netvliesonscherpte – opnieuw, net als in het echte leven. Alle attributen van licht in de echte wereld – reflectie, breking, diffractie, enz. – worden getrouw gereproduceerd. En het belangrijkste is dat er geen speciale bril, head-tracking of andere accessoires nodig zijn.

Light Field Lab-technologie explodeerde

Layer-cake-technologie

Hoe doet Light Field Lab dat? Met technologie die al meer dan 300 patentaanvragen heeft opgeleverd. De hardware is een modulaire SolidLight Surface videowall met drie basiscomponenten. De eerste laag is een op silicium gebaseerde gefaseerde reeks van lichtemitterende apparaten in wat het bedrijf een ‘nanodeeltjespolymeer’ noemt. Bedrijfsvertegenwoordigers zouden niet precies specificeren wat deze apparaten zijn; blijkbaar zijn het geen LED’s en zitten ze vol met een veel hogere dichtheid dan zelfs een microLED-paneel. Deze laag bevat ook alle elektronica die voor serieuze verwerkingskracht zorgt.

De middelste laag is een vlak met gemoduleerde amplitude, dat, zoals de naam al aangeeft, de amplitude van lichtgolffronten van de fotonische array moduleert onder controle van de elektronica. Net als de fotonische array, bestaat de array van lichtmodulatoren uit individueel regelbare sub-micron nanodeeltjes. Deze laag conditioneert de golffronten voor de laatste laag; als je zou kijken naar de lichtopbrengst van het gemoduleerde amplitudevlak, zou het gewoon een hoop ruis zijn.

Light Field Lab zoals het kan worden ingezet op een tafelblad

Ten slotte is het PhaseGuide-modulatievlak een statische optische laag die is ontworpen in coördinatie met de andere lagen om geprojecteerde objecten scherp te stellen. De precieze optische eigenschappen van deze componenten kunnen door de klant worden geconfigureerd. Willen ze bijvoorbeeld dat de objecten 60 cm voor het scherm, achter het scherm of ergens anders staan?

De basisbouwsteen is een randloze submodule van meer dan 6 × 4 inch met een resolutie van 16.000 × 10.000 pixels – dat is 160 miljoen pixels in ongeveer 27 vierkante inch! Vijftien submodules zijn versmolten tot een vierkant modulair paneel van ongeveer een halve meter aan een kant met maar liefst 2,5 miljard pixels, wat neerkomt op 10 miljard pixels per vierkante meter. Meerdere panelen worden vervolgens betegeld om een ​​SolidLIght Surface-videowand van vrijwel elke grootte te creëren, net als elk ander modulair LED-videowandsysteem. Volgens het bedrijf is er geen probleem met de nauwkeurige plaatsing van lichtgevende elementen zoals bij microLED-schermen; uitlijning en kalibratie worden gedaan in software.

Vrijwel alle 3D-scènegegevens van CGI-systemen zoals Unity, Unreal, Maya, Blender of iets anders met diepte-informatie kunnen in realtime worden weergegeven door SolidLight’s WaveTracer-software zonder dat ze “voorgebakken” hoeven te worden. Het gecodeerde, gevectoriseerde fotonische signaal is analoog aan een Dolby Atmos gevectoriseerd ruimtelijk audiosignaal. Het systeem kan zelfs diepte-informatie in 2D-beelden synthetiseren.

In algemene videotermen kan SolidLight 10-bit WCG (breed kleurengamma) weergeven met 60 frames per seconde. Het kan werken met hogere framesnelheden als dat in de toekomst een prioriteit zou moeten zijn voor de klanten van Light Field Lab. Het kan ook lagere snelheden gebruiken om bewegingsonscherpte te veroorzaken voor een artistiek effect.

Demo tijd

De demo zelf was het meest indrukwekkend. Een 28-inch (diagonaal) paneel werd achter een boekenkast gemonteerd en omringd met fysieke plastic planten. Een holografische kameleon, liefkozend Chammie genoemd, bewoog zich langzaam langs een tak en veranderde van kleur. Ik kon voor het reptiel rondlopen en het hologram sloot de echte planten erachter volledig af, net alsof het een echt, solide object was. (De planten achter Cammie waren eigenlijk aan de zijkant verborgen en hun beeld werd “doorgestuurd” naar het demogebied en gecombineerd met dat van de kameleon. Ze konden niet zijn waar ze fysiek leken te zijn, omdat dat de licht van het paneel.)

Ik werd uitgenodigd om Cammie te ‘aanraken’, maar dat kon ik natuurlijk niet, omdat er niets fysieks was. Een vergrootglas tegen het object houden zag er precies zo uit als bij een fysieke kameleon. Bij het geluid van een zoemende vlieg schoot Cammie’s tong naar buiten, en een van de fysieke planten ervoor schudde als reactie dankzij een gesynchroniseerde actuator – heel slim!

Het systeem was geconfigureerd om objecten te presenteren binnen een 14-inch-diagonaal bij 6-inch-diep volume ongeveer 60 cm voor het paneel zelf met een kijkhoek van ten minste 100 graden en een doel-kijkafstand van ongeveer 90 cm. Deze parameters zijn allemaal in evenwicht binnen een totaal “fotonenbudget”; je kunt er één vergroten door anderen te verlagen, of je kunt het totale fotonenbudget verhogen door meer SolidLight Surface-panelen toe te voegen. Ook was de objecthelderheid gekalibreerd op 100-200 nits voor binnentoepassingen, hoewel het veel helderder zou kunnen zijn met een hogere spanning en een kortere levensduur zoals elk ander emitterend scherm.

Light Field Lab-technologie zoals deze in een museum kan worden gebruikt

Ik zag ook een andere demo waar ik niet veel over kan zeggen vanwege een NDA (non-disclosure agreement). Ik kan zeggen dat het een interactief holografisch object was dat in realtime op mijn bewegingen reageerde, wat echt geweldig was!

Wanneer kun je er een kopen?

De eerste toepassingen zullen waarschijnlijk openbare amusementslocaties zijn, zoals musea, bedrijfsvideomuren en uitzend-/virtuele productiefaciliteiten, die we in slechts één tot drie jaar zouden kunnen zien. In feite heeft het bedrijf zijn volledige eerste productierun al voorverkocht. De volgende stap in de productontwikkelingsroutekaart zijn tafeldisplays voor productvisualisatie en gaming. Dan zou een telepresence-muur collega’s op afstand in staat stellen om met hetzelfde holografische object te communiceren. Ten slotte zouden we in de niet al te verre toekomst videowalls voor consumenten voor thuisinstallatie kunnen zien.

En de kosten? Light Field Lab zegt dat het concurrerend is met grote, premium 8K microLED-videomuren; een grote Sony Crystal LED-muur zet je gemakkelijk zeven cijfers terug. Het is duidelijk dat SolidLIght voorlopig niet binnen het bereik van de meeste consumenten zal zijn, maar institutionele klanten zouden dat soort geld kunnen laten vallen voor zoiets buitengewoons.

In feite is de financiering voor zo’n ambitieus project afkomstig van bedrijven als Comcast/NBCUniversal, Samsung, Verizon, Bosch en anderen – belangrijke belanghebbenden in de sector van displaytechnologie, productie, communicatie en media die duidelijk geloven dat dit de Het volgende grote ding. Ik kan niet wachten om de SolidLight-technologie in een commerciële omgeving te zien worden ingezet, en ik kijk ernaar uit om de voortgang met grote belangstelling te volgen.

0 Shares:
You May Also Like