طور علماء في جامعة طوكيو باليابان طريقة لإنشاء صور ثلاثية الأبعاد 3D من “ضوء غير متماسك” ينبعث من الأجهزة المحمولة، حيث تمكنوا من تحويل موبايل “آيفون 14 برو” إلى جهاز عرض.
الجهاز الجديد الذي أطلق عليه “معدل الضوء المكاني SLM”، استخدمه العلماء في تحويل صورة 2D معروضة على iPhone 14 Pro إلى صورة ثلاثية الأبعاد ثلاثية الأبعاد. بينما قدموا تفصيل النتائج التي توصلوا إليها في دراسة نشرت في 2 أبريل في مجلة Optics Letters.
في الدراسة، بدأ الأمر بصورة ملونة ثابتة معروضة على iPhone، حيث تم تحسين موجات الضوء المنبعثة منه من خلال SLM – وهو جهاز يستخدم للتحكم في ضبط الطور (التوقيت) والسعة (القوة أو السطوع) والاستقطاب (الاتجاه) لموجات الضوء. وباستخدام SLM، نقح العلماء تدريجيًا موجات الضوء وطبقاتها لبناء صورة 3D خطوة بخطوة.
لتحقيق التأثير المجسم، كان على العلماء تحديد التعديلات المحددة للضوء اللازمة لإنشاء صورة ثلاثية الأبعاد 3D من الصورة المعروضة على شاشة iPhone. تضمن ذلك العمل بشكل عكسي من الإخراج المطلوب لتحديد التعديلات المحددة اللازمة في طور الضوء وسعته في كل خطوة من الرحلة، من شاشة iPhone إلى SLM، لإعادة إنشاء الهولوغرام بدقة.
التقط العلماء صورًا في نقطتين رئيسيتين باستخدام مستشعر صورة ملونة؛ كانت النقطة الأولى في النقطة المحورية لعدسة تحويل فورييه (FTL) – وهي نوع خاص من العدسات البصرية المصممة لتركيز الضوء بدقة في صور واضحة. تم تعيين نقطة التسجيل الثانية على بعد 0.6 بوصة (1.5 سم) من البؤرة. وقد مكن ذلك المستشعر من تسجيل الاختلافات في العمق، مما يدل على قدرة الشاشة الثلاثية الأبعاد على عرض الصور في 3D.
ويذكر موقع “Live Science” أن هذا البحث فريد من نوعه لأنه يوضح كيف يمكن استخدام الضوء “غير المتماسك” من الأجهزة اليومية مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة لإنشاء شاشات ثلاثية الأبعاد، كما قال العلماء في الورقة.
يشير الضوء غير المترابط إلى مصادر الضوء التي ليس لها طور أو طول موجي ثابت.
تقليديًا، يتطلب التصوير المجسم الذي تم إنشاؤه بواسطة الكمبيوتر مصادر ضوء “متماسكة” مثل الليزر، والتي لها طور موحد وطول موجي يسهل التحكم فيه بدقة. هذا يجعلها مثالية لإنشاء صور ثلاثية الأبعاد واضحة وعالية الدقة.
ومع ذلك، فإن الليزر باهظ الثمن ويحتمل أن يكون ضارًا بالعين، كما يقول الباحثون، مما يجعله غير عملي في السيناريوهات اليومية. “طريقتنا لا تستخدم الليزر”؛ قال مؤلف الدراسة الرئيسي ريويتشي هوريساكي، الأستاذ المساعد في كلية الدراسات العليا لعلوم وتكنولوجيا المعلومات بجامعة طوكيو، لـ “Live Science”.
الضوء غير المترابط أقل ملاءمة للتصوير المجسم لأن موجاته غير متزامنة، مما يجعل من الصعب التحكم فيه. ومع ذلك، باستخدام سلسلة من الصور المجسمة، نظم الفريق موجات الضوء الفوضوية من iPhone لتشكيل صورة 3D دقيقة. وقالوا إن هذا النهج يمكن أن يقدم “طريقة أكثر فعالية من حيث التكلفة وأقل تعقيدًا” لتطوير شاشات ثلاثية الأبعاد باستخدام الأجهزة المتاحة على نطاق واسع.
يمكن استخدامه أيضا لإنشاء واجهات لأجهزة الواقع المعزز والافتراضي (AR / VR) في المستقبل. وقال هوريساكي: “تتمتع طريقتنا بمزايا للتطبيقات في شاشات العرض المدمجة والفعالة من حيث التكلفة والآمنة بالقرب من العين، بما في ذلك النظارات الذكية”.