Adobe научила прозрачный экран быть непрозрачным

Инженеры компании Adobe создали полупрозрачный экран для наложения изображений на физические объекты. В отличие от аналогичных экранов, накладываемое изображение практически полностью непрозрачно, рассказывают авторы статьи, представленной на конференции SIGGRAPH 2019.

В большинстве компьютерных мониторов, а также в экранах телевизоров и смартфонов установлены жидкокристаллические матрицы. Такие экраны состоят из двух основных компонентов: подсветки и установленным перед ней массивом жидкокристаллических пикселей. Воспринимаемое изображение в такой матрице формируется благодаря тому, что жидкие кристаллы под действием электрического поля поворачиваются и отсекают часть света, излучаемого подсветкой.

Эта схема подразумевает, что подсветку можно убрать и заменить на окружающий свет. Таким образом работают прозрачные экраны, используемые, в основном для коммерческих целей. К примеру, с помощью прозрачного экрана можно накладывать описание на выставленный на витрине товар. Однако пока такие экраны, как правило, накладывают лишь полупрозрачное изображение, за которым можно увидеть фон. Инженеры из Adobe Research под руководством Ли-И Вэй (Li-Yi Wei) создали полупрозрачный экран, способный выводить практически полностью непрозрачное изображение.

Созданное инженерами устройство представляет собой ящик, в котором одна из сторон заменена на прозрачный экран. Внутри устройства можно размещать различные предметы, которые подсвечиваются 30 светодиодами. Они же выступают в качестве подсветки для экрана. Экран состоит из двух частей: жидкокристаллической матрицы и жидкокристаллического рассеивателя, который может менять свое состояние с прозрачного на мутное.

Во время вывода изображения экран работает с частотой 144 герц, причем в две фазы. Во время первой фазы он выводит на жидкокристаллическую матрицу изображение, в котором фон прозрачен, а объекты отображаются черным цветом. Это позволяет пользователю видеть предметы за экраном, пускай и в немного затемненном виде. Во время второй фазы весь фон отображается как черный, а объекты на изображении имеют свой цвет. Кроме того, в этой фазе рассеиватель становится мутным и блокирует свет от предметов за экраном. Чередуясь с высокой частотой, кадры формируют изображение, в котором часть областей практически полностью прозрачна, а часть наоборот практически полностью непрозрачна и имеет цвет. При желании таким же образом можно выводить полупрозрачное изображение.

Существуют не только жидкокристаллические прозрачные экраны, но и светодиодные. К примеру, LG производит серийные 55-дюймовые прозрачные OLED-панели. Также существуют и лабораторные разработки, работающие на других принципах, к примеру, экран, проецирующий изображение на поток падающих стеклянных частиц.

Григорий Копиев