La proiezione di immagini ha rivoluzionato il modo in cui percepiamo e condividiamo informazioni visive, passando dai tradizionali videoproiettori alle più recenti tecnologie tridimensionali. Oggi, i proiettori non si limitano a trasmettere immagini su schermo, ma aprono la strada a esperienze immersive, come quelle offerte dagli ologrammi.
Per CONNEXXIO verranno esplorati due aspetti fondamentali di questo mondo: da un lato, il funzionamento dei videoproiettori, che rappresentano la base delle tecniche di proiezione, e dall'altro la tecnologia 3D-SDH, che sta ridefinendo il concetto di visualizzazione olografica. Questo viaggio nella tecnologia mostrerà come luce, ottica e innovazione si uniscano per creare immagini sempre più realistiche e coinvolgenti.
Un proiettore è un dispositivo ottico che crea immagini su uno schermo utilizzando la luce. Il suo funzionamento si basa su un percorso che coinvolge una sorgente luminosa, un sistema ottico per trattare l'immagine e una lente di proiezione per proiettarla sullo schermo. Esistono diverse tecnologie di proiezione, ma le principali sono DLP (Digital Light Processing) e LCD (Liquid Crystal Display).
Sorgente luminosa: La luce, che può provenire da una lampada, LED o laser, viene generata all'interno del proiettore. Nei sistemi DLP e LCD, la sorgente luminosa è solitamente bianca.
Separazione dei colori:
Nei proiettori DLP a singolo chip, la luce bianca passa attraverso una ruota colore che la scompone in sequenze rapide di colori primari (rosso, verde, blu - RGB - e a volte bianco). Un chip DMD (Digital Micromirror Device) utilizza microscopici specchi per riflettere la luce e creare l'immagine, che viene percepita come colorata dall'occhio umano.
Nei proiettori LCD, la luce viene suddivisa tramite specchi dicroici nei tre colori primari, ognuno diretto a un pannello LCD che genera le componenti dell'immagine (rosso, verde, blu). Questi flussi di luce vengono poi ricombinati da un prisma per formare un'immagine completa a colori.
Proiezione: L'immagine combinata viene proiettata tramite una lente sullo schermo.
DLP: Utilizza microspecchi mobili per riflettere la luce. È noto per la sua compattezza e il contrasto elevato, ma può presentare l'"effetto arcobaleno", visibile come brevi scie colorate nei movimenti rapidi.
LCD: Funziona in modo simile ai televisori LCD. Offre immagini più vivide rispetto al DLP e non soffre dell'effetto arcobaleno, ma potrebbe avere un contrasto inferiore.
Laser e LED: Queste sorgenti luminose avanzate migliorano la durata e la fedeltà cromatica, riducendo la necessità di manutenzione rispetto alle tradizionali lampade.
Schema per schermo di videoproiezione
Rappresentazione grafica animata del funzionamento di un proiettore DLP
Ottica di un proiettore LCD
Un ologramma è un'immagine tridimensionale creata sfruttando la luce. A differenza delle immagini tradizionali, un ologramma registra sia l'intensità che la fase delle onde luminose, permettendo di riprodurre un oggetto in 3D. Questo processo, noto come olografia, utilizza un raggio laser che genera un pattern di interferenza su un supporto. Quando questo pattern è illuminato, ricostruisce l'immagine tridimensionale dell'oggetto.
Gli ologrammi hanno applicazioni in sicurezza (ad esempio, su carte di credito), medicina e tecnologia avanzata, come la 3D-SDH, che migliora la risoluzione e la profondità delle immagini proiettate, rendendole sempre più realistiche e immersive.
La tecnologia 3D-SDH (Scattering-Assisted Dynamic Holography) è una nuova tecnica per la creazione di ologrammi tridimensionali, sviluppata per migliorare la qualità e la profondità della proiezione rispetto ai metodi tradizionali. Questo approccio consente di ottenere ologrammi più realistici e dettagliati, grazie all’utilizzo di un modulatore di luce spaziale (SLM) combinato con un diffusore. La tecnologia permette di separare un maggior numero di piani immagine, con distanze minime tra di essi, riducendo l'effetto di diafonia (interferenze tra piani) e aumentando significativamente la risoluzione assiale.
Un aspetto innovativo di 3D-SDH è la capacità di proiettare modelli 3D ad alta densità di dettagli su molteplici livelli di profondità, migliorando l'effetto tridimensionale senza necessità di visori. Ad esempio, un prototipo di questa tecnologia è stato in grado di proiettare immagini su 125 piani successivi con una distanza di soli 0,96 mm tra essi, rispetto ai 32 piani con intervalli di 3,75 mm di altri metodi recenti. Questo consente una rappresentazione più fluida e realistica della profondità tridimensionale.
Gli ologrammi generati con 3D-SDH trovano applicazione in campi come la realtà virtuale, dove migliorano gli angoli di visione e l'esperienza visiva generale. Tuttavia, la tecnologia è ancora in evoluzione: gli ologrammi creati sono attualmente basati su "nuvole di punti", con la sfida futura di rappresentare oggetti solidi completi tramite algoritmi avanzati e un incremento del numero di pixel disponibili.
Ultrahigh-density 3D holographic projection by scattering-assisted dynamic holography
Concetto di proiezione multipiano ad altissima densità con 3D-SDH
Simulazione della proiezione 3D multipiano con 3D-SDH