Российские ученые получили новые жидкокристаллические материалы

МОСКВА, 4 декабря. Новые жидкокристаллические материалы, позволяющие создать дисплей, где трехмерная картинка становится по-настоящему объемной, получили ученые Физического института РАН /ФИАН/. Им удалось создать экспериментальный макет 3D-дисплея с объемным экраном, в котором в реальном времени визуализируются объемные картинки. Об этом корр. ИТАР-ТАСС рассказали в информационной службе института.

Сегодня, отметил заведующий отделом оптоэлектроники ФИАН профессор Игорь Компанец, мы, рассматривая 3D-изображение, по сути, пользуемся оптической иллюзией. Обычно 3D-фильм содержит два набора перемешанных кадров - стереопар, - которые несколько отличаются по своим оптическим характеристикам. Правое стекло 3D-очков пропускает только правое изображение, а левое - только левое, и уже в нашей голове эти кадры собираются в общую 3D-картину.

Сегодня стереоскопические 3D-дисплеи занимают все более широкое место на рынке, но каждый может заметить, что мы видим на них, по сути не реальное объемное изображение, а ряд плоских, разнесенных 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 еще 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 объемное 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 ученые из ФИАН предложили использовать жидкие кристаллы другого типа - "смектики". Из 5 смектических ЖК-ячеек и был собран экспериментальный макет 3D-дисплея с объемным экраном.

"Принцип его работы очень прост, - прокомментировал Игорь Компанец. - На каждой из ячеек по очереди включается рассеяние и подается картинка. Мы как бы листаем по слоям, по сечениям, но так быстро, что видим непрерывное объемное изображение. Получается некий "аквариум", в котором в реальном времени визуализируются объемные картинки".

Количество ячеек можно довести до ста и получить настоящий, уникальный даже для мировой практики объемный экран, отметил ученый. 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 трехмерную картинку объекта с сохранением всех его внешних деталей, а при соответствующем программном обеспечении - и внутренних, рассказал профессор Компанец. "Подобные дисплеи можно использовать в космической и авианавигации, в трехмерных тренажерах, в различных интерактивных играх и даже в медицине - для визуализации томографических изображений, - подчеркнул ученый. - Сигналы преобразуются в скоростном видеопроекторе в оптические и сразу поступают на светорассеивающие ЖК-ячейки, формируя в реальном времени трехмерное изображение органа. Какой простор для диагностики, по сути четырехмерной!"

Скорейшее освоение 3D-дисплеев на новых принципах может вывести Россию в лидеры не только в данной области науки, но и в огромном перспективном сегменте рынка, отмечают в ФИАНе.