Rzeczywistość rozszerzona (AR) pobiera obrazy cyfrowe i nakłada je na widoki świata rzeczywistego. Ale AR to coś więcej niż nowy sposób grania w gry wideo; może przekształcić chirurgię i samochody autonomiczne. Naukowcy donoszą, że aby ułatwić integrację tej technologii z popularnymi urządzeniami osobistymi Fotonika ACS jak połączyć dwie technologie optyczne w jeden wyświetlacz AR o wysokiej rozdzielczości. W prototypie okularów badacze poprawili jakość obrazu za pomocą algorytmu komputerowego, który usunął zniekształcenia.
Systemy AR, takie jak te w nieporęcznych goglach i wyświetlaczach samochodowych, wymagają przenośnych komponentów optycznych. Jednak zmniejszenie typowego systemu AR z czterema soczewkami do rozmiaru okularów lub mniejszego zazwyczaj obniża jakość obrazu generowanego komputerowo i zmniejsza pole widzenia. Youguang Ma i współpracownicy być może znaleźli rozwiązanie umożliwiające kondensację tej technologii. Połączyli dwie technologie optyczne – metapowierzchnię i soczewkę refrakcyjną – z ekranem microLED (zawierającym układ maleńkich zielonych diod LED do wyświetlania obrazów), aby stworzyć kompaktowy, hybrydowy projekt AR z jednym obiektywem.
Metapowierzchnia ich wyświetlacza to ultracienka, lekka folia z azotku krzemu z wytrawionym wzorem. Wzór kształtuje i skupia światło z zielonych diod microLED. Następnie na soczewce refrakcyjnej wykonanej z syntetycznego polimeru powstaje czarno-zielony obraz, który uszlachetnia obraz poprzez wyostrzanie i redukcję aberracji w świetle. Ostateczny obraz jest wyświetlany poza systemem i nakładany na obiekt lub ekran. Aby jeszcze bardziej zwiększyć rozdzielczość wyświetlanego obrazu, Ma i zespół wykorzystali algorytmy komputerowe do identyfikacji drobnych niedoskonałości układu optycznego i skorygowania ich, zanim światło opuści mikroLED.
Naukowcy zintegrowali hybrydowy wyświetlacz AR z parą okularów i przetestowali działanie prototypu z komputerową poprawą obrazu. Wyświetlane obrazy z hybrydowego systemu z jednym obiektywem miały mniej niż 2% zniekształceń w polu widzenia 30° — jakość obrazu porównywalna z obecnymi komercyjnymi platformami AR z czterema obiektywami. Następnie badacze potwierdzili, że ich komputerowy algorytm wstępnego przetwarzania poprawił odtworzony obraz AR przedstawiający pandę czerwoną. Odtworzona ponownie panda czerwona była w 74,3% podobna strukturalnie do oryginalnego obrazu, co oznacza poprawę o 4% w porównaniu z nieskorygowaną projekcją obrazu. Naukowcy twierdzą, że dzięki dalszemu rozwojowi platforma może rozszerzyć się z zielonej na pełnokolorową i umożliwić nową generację popularnych okularów AR.
