SolidLight de Light Field Lab ofrece una verdadera pantalla de video holográfica
El sueño del video holográfico ha sido durante mucho tiempo un elemento básico de la ciencia ficción: la imagen de la princesa Leia emitida desde R2-D2 en Star Wars, la holocubierta en Star Trek: The Next Generation y el tiburón que aparece en Marty McFly en Back to the Future II son solo tres ejemplos. Bueno, esa fantasía ahora está a punto de convertirse en realidad, pero sin romper las leyes de la física. Una startup de Silicon Valley llamada Light Field Lab ha desarrollado la primera tecnología de pantalla digital verdaderamente holográfica del mundo, que tuve el privilegio de ver por mí mismo durante una visita a las oficinas de la empresa esta semana.
Antes de decirte lo que es, déjame decirte lo que no es. No es la tecnología utilizada para resucitar a Tupac Shakur en el escenario del concierto de Coachella en 2012; ese es un efecto de 160 años llamado Pepper’s Ghost que literalmente usa humo y espejos para reflejar imágenes flotantes en 2D. Y ciertamente no es el 3D autoestereoscópico, que empresas como Samsung, Sony, Looking Glass y Stream TV han demostrado durante años. Esa tecnología presenta imágenes 2D separadas para cada ojo, siempre que esté en el lugar correcto, y a veces causa mareos y náuseas debido a algo llamado conflicto de acomodación de vergencia, que también puede afectar las imágenes estereoscópicas basadas en anteojos y las pantallas montadas en la cabeza. .
Fundado en 2017, Light Field Lab ha desarrollado una tecnología que llama SolidLight, que replica exactamente cómo se comporta la luz en el mundo real. Cuando miras un objeto en el mundo real, la luz del sol u otra fuente se refleja en el objeto en muchos puntos diferentes en muchas direcciones diferentes, parte de la cual entra en tus ojos (ver Fig. 1a). A medida que te mueves alrededor del objeto, diferentes rayos de luz (o, mejor dicho, frentes de onda) entran en tus ojos y ves diferentes perspectivas. Además, los objetos detrás de él están bloqueados de la vista (ocluidos) de manera diferente.
Laboratorio de campo de luz
Figura 1a: En la vida real, la luz se refleja en los objetos en muchos puntos diferentes en muchas direcciones diferentes. Algo de esa luz entra en tus ojos.
Si pudieras generar todos esos frentes de onda de luz que se irradian en muchas direcciones diferentes desde muchas ubicaciones diferentes sin un objeto físico, crearías una verdadera recreación holográfica de ese objeto (ver Fig. 1b). Esto es exactamente lo que hace SolidLight. Las imágenes estereoscópicas convencionales no pueden hacerlo: toda la luz proviene de un plano. Incluso si a cada ojo se le presenta un punto de vista 2D ligeramente desplazado, son imágenes, no objetos, no un verdadero holograma de ninguna manera.
Laboratorio de campo de luz
Fig. 1b: Laboratorio de campo de luz SolidLight recrea los mismos frentes de onda de luz que vería en la vida real, lo que significa que ve los objetos como si fueran reales.
Los problemas que Light Field Lab ha resuelto incluyen escala, densidad y computación. Para formar efectivamente un verdadero objeto holográfico, debe generar y controlar la dirección y la amplitud de decenas o cientos de miles de millones de frentes de onda, que corresponden a píxeles en una pantalla 2D. Tenga en cuenta que una pantalla 4K tiene 8,3 millones de píxeles, mientras que una pantalla 8K de última generación tiene 33 millones de píxeles; ¡compárelo con los 10 mil millones de píxeles por metro cuadrado generados por SolidLight!
Es importante comprender que todos los frentes de onda de una escena están presentes a la vez, y sus ojos pueden enfocarse en cualquier punto de la escena en cualquier momento, como en la vida real. Las áreas en las que no se enfoca exhiben borrosidad retinal, de nuevo, como en la vida real. Todos los atributos de la luz en el mundo real (reflexión, refracción, difracción, etc.) se reproducen fielmente. Y lo más importante, no se requieren anteojos especiales, seguimiento de la cabeza u otros accesorios.
Laboratorio de campo de luz
El panel SolidLight consta de una fuente (en este diagrama, la matriz fotónica y el plano de modulación de amplitud se combinan en una sola unidad) y un PhaseGuide óptico que juntos recrean frentes de onda de luz correspondientes a objetos reales. Su ojo no puede notar la diferencia entre real y holográfico porque no hay diferencia visual.
Tecnología de pastel de capas
¿Cómo lo hace Light Field Lab? Con tecnología que ya ha generado más de 300 solicitudes de patentes. El hardware es un video wall modular SolidLight Surface con tres componentes básicos. La primera capa es una matriz en fase basada en silicio de dispositivos emisores de luz en lo que la compañía llama un "polímero de nanopartículas". Los representantes de la compañía no especificaron exactamente qué son estos dispositivos; aparentemente, no son LED y están repletos de densidad mucho más alta que incluso un panel microLED.Esta capa también incluye toda la electrónica que proporciona una gran potencia de procesamiento.
La capa intermedia es un plano de amplitud modulada que, como su nombre lo indica, modula la amplitud de los frentes de onda de luz de la matriz fotónica bajo el control de la electrónica. Al igual que la matriz fotónica, la matriz de moduladores de luz consta de nanopartículas submicrónicas controlables individualmente. Esta capa condiciona los frentes de onda para la capa final; si tuviera que mirar la salida de luz del plano de amplitud modulada, sería solo un montón de ruido.
Laboratorio de campo de luz
Una versión de sobremesa permitiría que se formara una imagen 3D sobre la superficie.
Finalmente, el plano de modulación PhaseGuide es una capa óptica estática diseñada en coordinación con las otras capas para enfocar los objetos proyectados. El cliente puede configurar las propiedades ópticas precisas de estos componentes; por ejemplo, ¿quiere que los objetos estén a dos pies delante de la pantalla, detrás de la pantalla o en algún otro lugar?
El componente básico es un submódulo sin marco que mide más de 6 × 4 pulgadas con una resolución de 16 000 × 10 000 píxeles, ¡eso es 160 millones de píxeles en aproximadamente 27 pulgadas cuadradas! Se fusionan quince submódulos para formar un panel modular cuadrado que mide aproximadamente medio metro de lado con la asombrosa cifra de 2500 millones de píxeles, lo que se traduce en 10 mil millones de píxeles por metro cuadrado. Luego se colocan varios paneles en mosaico para crear una pared de video SolidLIght Surface de casi cualquier tamaño, como cualquier otro sistema de pared de video LED modular. Según la empresa, no hay ningún problema con la colocación precisa de los elementos emisores de luz como en las pantallas microLED; la alineación y la calibración se realizan en el software.
El software WaveTracer de SolidLight puede representar casi cualquier dato de escena 3D de sistemas CGI como Unity, Unreal, Maya, Blender o cualquier cosa con información de profundidad en tiempo real sin necesidad de "precocinarse". La señal fotónica vectorizada codificada es análoga a una señal de audio espacial vectorizada Dolby Atmos. El sistema puede incluso sintetizar información de profundidad en imágenes 2D.
En términos de video comunes, SolidLight puede mostrar WCG (amplia gama de colores) de 10 bits a 60 cuadros por segundo. Puede operar a velocidades de cuadro más altas si eso fuera una prioridad para los clientes de Light Field Lab en el futuro. También puede usar velocidades más lentas para inducir el desenfoque de movimiento para lograr un efecto artístico.
tiempo de demostración
La demostración en sí fue de lo más impresionante. Se montó un panel de 28 pulgadas (en diagonal) detrás de un librero y se rodeó con plantas de plástico físico. Un camaleón holográfico, cariñosamente llamado Chammie, se movió lentamente a lo largo de una rama y cambió de color. Podía caminar frente al reptil, y el holograma ocluía por completo las plantas del mundo real detrás de él, como si fuera un objeto real y sólido. (Las plantas detrás de Cammie en realidad estaban escondidas a un lado, y su imagen fue "retransmitida" al área de demostración y combinada con la del camaleón. No podían estar donde parecían estar físicamente, porque eso habría bloqueado el luz del panel.)
Me invitaron a acercarme y «tocar" a Cammie, pero por supuesto, no pude, porque no había nada físico allí. Sosteniendo una lupa hacia el objeto se veía exactamente como lo haría con un camaleón físico. Al sonido del zumbido de una mosca, la lengua de Cammie salió disparada y una de las plantas físicas frente a ella se sacudió en respuesta gracias a un actuador sincronizado, ¡muy inteligente!
El sistema se configuró para presentar objetos dentro de un volumen de 14 pulgadas de diagonal por 6 pulgadas de profundidad, aproximadamente dos pies frente al panel mismo con un ángulo de visión de al menos 100 grados y una distancia de visualización del objetivo de aproximadamente tres pies. Todos estos parámetros están equilibrados dentro de un "presupuesto de fotones" total; puede aumentar uno disminuyendo otros, o puede aumentar el presupuesto total de fotones agregando más paneles SolidLight Surface. Además, el brillo del objeto se calibró entre 100 y 200 nits para aplicaciones en interiores, aunque podría ser mucho más brillante con un voltaje mayor y una vida útil reducida como cualquier otra pantalla emisiva.
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Una de las primeras aplicaciones de SolidLIght serán las pantallas holográficas en lugares como museos.
También vi otra demostración de la que no puedo decir mucho debido a un NDA (acuerdo de confidencialidad). Puedo decir que era un objeto holográfico interactivo que respondía a mis movimientos en tiempo real, ¡lo cual fue realmente asombroso!
¿Cuándo puedes comprar uno?
Es probable que las primeras aplicaciones sean lugares de entretenimiento público como museos, paredes de video corporativas e instalaciones de transmisión/producción virtual, que podríamos ver en tan solo uno a tres años. De hecho, la compañía ya ha vendido por adelantado toda su primera producción. Lo siguiente en la hoja de ruta de desarrollo de productos son las pantallas de sobremesa para visualización de productos y juegos. Luego, un muro de telepresencia permitiría a colegas remotos interactuar con el mismo objeto holográfico. Finalmente, podríamos ver paredes de video de consumo para la instalación en el hogar en un futuro no muy lejano.
¿Y el costo? Light Field Lab dice que es competitivo con las grandes paredes de video microLED de 8K premium; una gran pared Sony Crystal LED le costará fácilmente siete cifras. Claramente, SolidLIght no estará al alcance de la mayoría de los consumidores por un tiempo, pero los clientes institucionales podrían perder esa cantidad de dinero por algo tan extraordinario.
De hecho, el financiamiento para un proyecto tan ambicioso provino de empresas como Comcast/NBCUniversal, Samsung, Verizon, Bosch y otros, partes interesadas clave en el negocio de la tecnología de visualización, fabricación, comunicación y medios que obviamente creen que este es el Próxima gran cosa. No veo la hora de ver la tecnología SolidLight implementada en un lugar comercial y espero seguir su progreso con gran interés.