麻省理工學院研究員開發(fā)出第三代全息視頻顯示器

    麻省理工學院的CELab實驗室消費電子項目主任邁克爾博韋說，這款全息視頻顯示器還可以應用于醫(yī)學成像比如核磁共振成像和CT掃描以及家具、汽車等行業(yè)的多維數(shù)據(jù)和設計之中。 而且這款顯示器還非常適合用來顯示電視游戲和虛擬世界。

    研究員們已經開發(fā)出了一款可以與電腦和游戲機連接在一起使用的廉價小型全息系統(tǒng)。

    二維電腦顯示屏和電視屏幕的時代可能不久就會結束了。麻省理工學院的一群研究員已經開發(fā)出了一款可以與帶有顯卡的電腦和游戲機等電腦硬件連接在一起使用的全息視頻系統(tǒng)。 研究員們稱，這個顯示器非常小，可以安裝在娛樂中心上，其分辨率與標準模擬電視差不多，而售價只有200美元。

    麻省理工學院的CELab實驗室消費電子項目主任邁克爾博韋說，這款全息視頻顯示器還可以應用于醫(yī)學成像比如核磁共振成像和CT掃描以及家具、汽車等行業(yè)的多維數(shù)據(jù)和設計之中。 而且這款顯示器還非常適合用來顯示電視游戲和虛擬世界。 目前的大部分游戲都采用了復雜的三維建模引擎。博韋說：“但是你用肉眼是看不出來的，因為那些三維圖像被二維顯示器轉變成了二維圖像�！�

    這款全息視頻顯示器是麻省理工學院開發(fā)的第三代產品，名稱叫作Mark III，第一代產品可以追溯到上個世紀80年代末。

    最初的全息視頻顯示屏成本高昂，因此博韋一直想將它發(fā)展成一種普通消費者都可以買得起、會使用的產品，因此他和他的同事們才開發(fā)出了Mark III，相信這款產品可以在兩個月內完成設計。博韋解釋說，首先，這個新產品是利用標準圖像處理器來處理三維圖像的，而不是專業(yè)化硬件。 高端電腦和游戲機中所用的顯卡就比較適合這種要求。其次，他們已經重新設計了通常被用于各種電信設備的一款名叫聲光調制器的小配件，以便利用激光來形成全息影像。 新設計的聲光調制器帶寬比較大，這樣就可以形成分辨率比較高的全息影像，而且它的成本比第二代產品中使用的調制器成本還要低一些。第三，研究員們去掉了產品中的某些冗余光學部件，大大縮小了第三代產品的體積。

    博韋說，這款全息視頻顯示器是通過軟件將目標的實時、三維模型放在同一幅畫面上的方式來產生全息影像的。因此，對于活心臟的核磁共振成像來說，軟件利用一組描述心臟外表各點位置的數(shù)據(jù)制作出心臟的三維影像。 有了這個模型之后，軟件就可以計算出顯示出一幅全息圖像需要多大強度的激光。實際上，軟件先繪出了激光全息圖像的草圖。那個草圖是由許多個激光衍射全息圖組成的。

    博韋說，對于單色全息圖來說，只需要計算一個衍射圖樣，但是要想得到一個彩色全息圖，就要計算三個衍射圖樣，即紅、藍、綠三元色的衍射圖樣。計算的內容包括三維模型的數(shù)據(jù)轉換、生成衍射圖樣和產生視頻信號等，所以的這些都可以利用現(xiàn)有硬件完成。

    博韋說，然后全息視頻信號就會被發(fā)送到光調制器中，這個光調制器中包括一款由鈮酸鋰材料制成的波導管，它的表面被涂上了一層壓電材料，可以將視頻信號轉換成振動信號。視頻信號可以改變壓電材料的外形，從而改變通過波導管的光的性質。 散射光波是由各種強度和頻率的光組成，投射到毛玻璃上之后就可以得到一個三維圖像。由于這種新型調制器可以沿垂直和水平方向發(fā)散光，因此它還可以省掉以前的大多數(shù)顯示器中所使用的反光鏡和透鏡。

    雖然這個工程項目還沒有最終完成，但是它很可能會推動全息影像的應用。德州大學西南醫(yī)療中心的生物化學和內科學教授哈羅德加爾內說：“我被研究員們展示出來的全息圖深深吸引住了�！� 加爾內以前也開發(fā)過一款專用于醫(yī)學成像領域的全息照相系統(tǒng)。

    雖然他精通的是醫(yī)學全息成像，但是加爾內相信消費者們將不再滿足于觀看高清電視和高清顯示器，他們最終想要的是三維視頻。他說：“這個目標的實現(xiàn)只是時間問題�！� 加爾內補充說，但是難辦的是，消費者要求的是更大更亮的圖像，而研究員們目前還無法發(fā)送出60英寸的高清全息圖像。加爾內說，消費者們可以根據(jù)喜好的不同選用合適的商業(yè)應用軟件。

    博韋和他的研發(fā)團隊現(xiàn)在正在開發(fā)第四代產品，據(jù)說將可以顯示出臺式機電腦顯示屏那么大的全息圖像�，F(xiàn)在的第三代產品顯示的圖像還比較小，而且只能顯示單色全息圖像，第四代產品將能夠顯示彩色的全息圖像。