Was sind Lichtfeldanzeigen und wie funktionieren sie?

Lichtfelddisplays verändern allmählich, wie wir die Welt um uns herum sehen. Oder besser gesagt, wie wir die Welt sehen, die nicht um uns herum ist. Von klassischer Fotografie über Weiterbildung und Diagnostik bis hin zu Remote-Präsenz und Unterhaltung ist dies In diesem Artikel wird untersucht, was eine Lichtfeldanzeige ist, wie verschiedene Anzeigetypen funktionieren und wie sie sind Gebraucht.

Ein kurzer Spaziergang durch Lichtfelder und Lichtfeldfotografie

Wie bei jedem anderen Display muss der auf einem Lichtfelddisplay angezeigte Inhalt entweder aus der realen Welt aufgenommen oder von einem Künstler erstellt werden.

Inhalte, die aus der realen Welt aufgenommen wurden, um auf einem Lichtfelddisplay betrachtet zu werden, werden traditionell mit einer Lichtfeldkamera aufgenommen. Lichtfeldkameras funktionieren mehr oder weniger wie normale Kameras, zeichnen jedoch die Intensität und Richtung des Lichts auf, sodass der Fokus später angepasst werden kann. Fotografen verwenden diese Technik seit über hundert Jahren, aber modernere Anwendungen legen diese Interaktionen in die Hände der Endbenutzer.

Inhalte, die zum Betrachten auf einem Lichtfelddisplay erstellt werden, werden normalerweise unter Verwendung von Software erstellt, die 2D-Bilder "zusammenfügt", um ein 3D-Modell zu erstellen. Wenn Sie jemals gesehen haben, dass etwas 3D-gedruckt wurde, ist der Prozess ähnlich, aber anstatt Schichten von eine physikalische Substanz wie Plastik, die "Schichten" sind Grafiken wie Fotografien oder computergeneriert Bilder.

Einige neue Technologien kombinieren herkömmliche Lichtfeldkameras mit volumetrischer Erfassung. Die volumetrische Erfassung ist komplizierter und teurer als die Lichtfeldfotografie, aber es ist besser, 3D-Modelle von sich bewegenden Personen und Objekten in Echtzeit zu erstellen.

Wie funktionieren Lichtfeldanzeigen?

Es gibt auch zwei Hauptmethoden zum Erstellen von Lichtfeldanzeigen. Einige Lichtfelddisplays sind am Kopf getragene Geräte, ähnlich dem, was Sie vielleicht denken, wenn Sie sich Virtual-Reality-Headsets vorstellen.

VERBUNDEN: Die besten VR-Headsets für PC-GamingEinige Lichtfeld-Displays bestehen aus einem 2D-Bildschirm und optionalen Zubehörteilen, um etwas zu schaffen, das wie eine Kreuzung zwischen einem Tablet und einem alten Fernseher aussieht. Wie wir sehen werden, haben beide Optionen ihre eigenen Vorteile und Einschränkungen.

So funktionieren Tabletop-Lichtfeldanzeigen

Tabletop-Lichtfeldanzeigen arbeiten auf einem 2D-Bildschirm. Durch ein Prozess namens "Quilten", verschiedene Teile des Displays zeigen leicht unterschiedliche Blickwinkel desselben Bildes oder Videos. Wenn Benutzer das Display aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten, entsteht die Illusion, die angezeigte Person, das Objekt oder das Modell aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten. Das Flaggschiff dieser Art von Technologie ist die Spiegel.

Das Hauptergebnis von Tabletop-Displays besteht darin, dass mehrere Personen gleichzeitig ein einzelnes Bild anzeigen können, das auf einem einzigen Gerät angezeigt wird. Der größte Nachteil dieser Art von Display ist, dass das Display selbst stationär bleibt.

So funktionieren kopfmontierte Lichtfelddisplays

Am Kopf montierte Lichtfeldanzeigen verwenden typischerweise eine Art von Wellenleitertechnologie. Verschiedene Hersteller haben unterschiedliche Ansätze, aber die allgemeine Erkenntnis ist in allen Fällen, dass das Display das Licht eines Onboard-Projektors durch die Linse zum Auge leitet. Dies bildet die Art und Weise nach, wie das Auge physische Objekte betrachtet, sodass gute Displays, die immer besser werden, für ein überzeugendes Erlebnis sorgen.

Es gibt keinen klaren Marktführer in dieser Technologie, so wie es einen klaren Marktführer bei Tabletop-Displays gibt. Die bekanntesten Beispiele sind wohl die Microsoft HoloLens 2 und der Magischer Sprung 1. Es gibt jedoch eine Reihe anderer Konkurrenten im Unternehmens- und Militärbereich.

Wie Sie vielleicht schon vermutet haben, sind die Vor- und Nachteile von kopfmontierten Lichtfeld-Displays genau das Gegenteil von denen von Tisch-Lichtfeld-Displays. Ein einzelnes kopfgetragenes Lichtfelddisplay kann nicht von mehreren Benutzern gleichzeitig verwendet werden, aber der Träger eines kopfmontiertes Lichtfelddisplay kann sich um ein Modell oder die Darstellungen anderer Benutzer wie in Remote-Präsenz bewegen Anwendungsfälle.

Anwendungsfälle für verschiedene Lichtfeldanzeigen

Die Hauptanwendungsfälle für Lichtfelddisplays sind die Zusammenarbeit um ein digitales Modell und die Fernpräsenz.

Die kürzlich angekündigte Mesh-Plattform von Microsoft könnte der erste und größte Anwendungsfall für ein Remote-Präsenz-Lichtfeld sein Anwendung, die es Benutzern auf verschiedenen Seiten der Welt ermöglichen würde, sich in Echtzeit mit oder ohne gemeinsamem virtuellen zu treffen Platz. Das heißt, die virtuellen Darstellungen von entfernten Personen scheinen im physischen Raum des Benutzers vorhanden zu sein.

VERBUNDEN: Microsoft stellt seine Mesh-Mixed-Reality-Plattform vor, und es ist ziemlich cool.Inzwischen, HoloMedX. von Xenco Medical verwendet diagnostische Bildgebungsdaten, um ein 3D-Modell der spezifischen Anatomie eines einzelnen Patienten zu erstellen, das vom Patienten mit einem medizinischen Experten auf einem Looking Glass-Display betrachtet wird. Da das Looking Glass-Lichtfelddisplay kein Headset benötigt, können Patient und medizinischer Experte um eine persönliche Interaktion zu teilen, bei der keiner von ihnen sich umeinander oder um die Modell.

Haben Sie eine Lichtfeldanzeige gesehen?

Im Moment sind Lichtfeld-Displays noch teuer genug und Lichtfeld-Inhalte sind Nischen genug, dass die meisten Anwendungen ziemlich spezialisiert sind. Diese Displays werden jedoch immer häufiger und Veranstaltungen wie Konzerte werden zunehmend auf solche Geräte übertragen. Es kann also nicht lange dauern, bis diese Geräte und Erfahrungen zu einem typischen Teil unseres Lebens werden.

Was ist Lichtfeldfotografie und wie funktioniert sie?

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