Os pesquisadores inventaram um dispositivo que é pequeno o suficiente para caber em um par de óculos normal e pode resolver um antigo compromisso em exibições holográficas – levando aos hologramas mais realistas de todos os tempos.
Os hologramas são criados convencionalmente usando dispositivos de projeção chamados moduladores de luz espacial (SLMs). A luz é emitida através do dispositivo para que ele mude a forma da onda de luz a uma distância específica, criando uma superfície visível.
Mas como os SLMs são feitos de tecnologia de exibição de cristal líquido/silício (LCoS), a atual tecnologia de holograma é adequada para campos de visão estreitos, como uma tela plana ou uma área de visualização pequena (ou seja, um objeto pequeno). O visualizador deve ser posicionado dentro de um ângulo de visão estreito – em qualquer lugar fora dele e a luz difrata demais, tornando-a invisível.
É possível ampliar o ângulo no qual a imagem fica nítida, mas a fidelidade é perdida porque a tecnologia LCoS atual não possui o número de pixels disponíveis para manter a imagem em um campo mais amplo. Isso significa que os hologramas tendem a ser pequenos e claros ou grandes e difusos, às vezes desaparecendo completamente se o observador olhar em outra direção que esteja suficientemente longe do ângulo em que é visível.
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Félix Heide, professor assistente de ciência da computação em Princeton e autor sênior do artigo, explicou a importância do ângulo de visão. “Para obter uma experiência semelhante usando um monitor, você precisaria sentar-se bem na frente de uma tela de cinema”, disse ele.
A nova tecnologia, detalhada num estudo publicado a 24 de abril na Nature Communications, poderá levar à criação de hologramas mais detalhados, independentemente da direção para a qual o observador está a olhar ou da rapidez com que mudam de direção. O aparelho necessário para projetá-los também é tão pequeno e leve que os usuários não precisam de ferramentas como fones de ouvido VR volumosos.
A descoberta também tornaria as aplicações onde hologramas são usados – como em monitores VR e AR – mais difundidas porque a tecnologia de exibição pode ser mais fácil de usar, mais leve e ultrafina. Heide mencionou exemplos desde obter instruções enquanto dirige até auxiliar em cirurgias e até mesmo ver instruções sobre como consertar um cano com vazamento.
A principal inovação da equipe de Princeton foi criar um segundo elemento óptico que funciona com o SLM, filtrando sua saída para expandir o campo de visão enquanto preserva os detalhes e a estabilidade no holograma com um declínio muito menor na qualidade da imagem.
Descrito no artigo como um pequeno pedaço de vidro fosco, o dispositivo possui um padrão gravado que espalha a luz do SLM em bandas de frequência que não são facilmente percebidas pelos humanos. Isso melhora a qualidade da imagem e expande o campo de visão.
A compensação entre qualidade de imagem e campo de visão tem sido o maior obstáculo para hologramas realistas, mas como coautor Nathan Matsuda disse: “A pesquisa nos aproxima um passo da resolução deste desafio.”