Die Bilder und Videofilme aus dem HP-Forschungslabor im kalifornischen Palo Alto sind beeindruckend. Ein transparentes Display, dick wie eine Glasscheibe, zeigt räumliche Bilder, deren perspektivische Ansicht sich je nach Blickwinkel ändert. Das Foto einer Gänseblume bekommt dadurch plötzlich ungeahnte Tiefe. Und eine Meeresschildkröte scheint förmlich am bewegten Betrachter vorbei zu schwimmen.
"Wir haben eine Technologie entwickelt, die Ihnen immer das perspektivisch passende Bild zeigt, wenn Sie um das Display herum gehen oder Ihren Kopf in eine beliebige Richtung drehen. Der 3D-Effekt ähnelt jenem berühmten Hologramm, das Prinzessin Leia in einem der Star-Wars-Filme zeigt, als stünde sie wirklich mitten im Raum","
erklärt der Physiker Dr. David Fattal, der das neuartige Display mitentwickelt hat. Dessen Herzstück: Eine trickreiche Hintergrundbeleuchtung, die dafür sorgt, dass die einzelnen Pixel des knapp handtellergroßen Bildschirms ihr Licht ungewöhnlich zielgerichtet abstrahlen. Je nach Blickwinkel bekommt der Betrachter deshalb ein anderes Bild zu sehen.
""Der 3D-Eindruck entsteht, weil Ihr linkes und Ihr rechtes Auge unterschiedliche Bilder zu sehen bekommen. Um diesen Effekt zu erzielen, projiziert unser Display viele perspektivisch leicht verschiedene Bilder eines Objektes in den Raum. Dadurch bekommt jeder Beobachter, egal aus welchem Blickwinkel er schaut, ein 3D-Bild zu sehen. Und wenn er sich bewegt oder das Displays kippt oder dreht, scheint sich dieses räumliche Bild kontinuierlich zu bewegen."
Im Gegensatz zu anderen Typen von 3D-Displays, die den Eindruck räumlicher Tiefe nur vermitteln, wenn man ziemlich genau von vorne drauf schaut, funktioniert der Demonstrator aus Palo Alto auch dann, wenn man ihn schräg von der Seite betrachtet. Für die Anwendung in Handys und Tablet-PCs, deren Position und Orientierung zum Betrachter ständig variiert, ist das ein wichtiger Vorteil. Ein zweites Plus: Die Technologie erlaubt es, relativ kleine Pixel zu realisieren – und damit die nötige Auflösung, die für Smartphones unabdingbar ist, damit ihr Display nicht grobkörnig erscheint. Fattal:
"Das Prinzip unserer Technologie ähnelt der LED-Hintergrundbeleuchtung heutiger LCD-Monitore. An der Seite des Displays befinden sich rote, grüne und blaue Leuchtdioden, die Licht in einen transparenten Film einstrahlen. Dieser Film, der als Lichtwellenleiter fungiert, hat auf seiner Vorderseite winzige Gitterstrukturen, die das Licht streuen und gezielt ablenken. Statt das Licht wie bei einem LCD-Monitor in alle Richtungen abzustrahlen, sendet bei uns jedes Pixel einen gebündelten Lichtstrahl aus. Durch die Gittergeometrie können wir genau kontrollieren, welcher Strahl wohin läuft und welches Bild aus einem bestimmten Blickwinkel zu sehen ist."
Kombiniert man die gitterförmigen Pixel mit Richtwirkung mit einer Flüssigkristallanzeige, lassen sich neben statischen auch bewegte Bilder erzeugen. Eine briefmarkengroße Anzeige aus 720 mal 720 haarfeinen Pixeln, die die HP-Forscher gebaut haben, zeigt je nach Blickwinkel eine von 14 verschiedenen Zahlen und lässt sich 30 Mal pro Sekunde aktualisieren. Der Nachfolger, der gleichzeitig 64 Farbbilder projizieren kann, sei schon in Arbeit, sagt David Fattal.
"Diese Technologie birgt das Potenzial, räumliche Bilder mit Videorate darzustellen. Unser Ziel ist es, 3D-Bildern auf mobilen Endgeräten das Laufen beizubringen. Unsere Displays sind kompakt und tragbar. Und wir glauben, dass sie sich sehr günstig herstellen lassen."
Bis Prinzessin Leias Hologramm tatsächlich erstmals auf einem Handy-Display um Hilfe ruft, werden zwar sicher noch Jahre vergehen. Doch die Pixel mit Richtwirkung aus Palo Alto weisen einen viel versprechenden Weg, wie 3D-Bilder und –Videos künftig einmal auf Handys und Tablet-PCs Einzug halten könnten.
"Wir haben eine Technologie entwickelt, die Ihnen immer das perspektivisch passende Bild zeigt, wenn Sie um das Display herum gehen oder Ihren Kopf in eine beliebige Richtung drehen. Der 3D-Effekt ähnelt jenem berühmten Hologramm, das Prinzessin Leia in einem der Star-Wars-Filme zeigt, als stünde sie wirklich mitten im Raum","
erklärt der Physiker Dr. David Fattal, der das neuartige Display mitentwickelt hat. Dessen Herzstück: Eine trickreiche Hintergrundbeleuchtung, die dafür sorgt, dass die einzelnen Pixel des knapp handtellergroßen Bildschirms ihr Licht ungewöhnlich zielgerichtet abstrahlen. Je nach Blickwinkel bekommt der Betrachter deshalb ein anderes Bild zu sehen.
""Der 3D-Eindruck entsteht, weil Ihr linkes und Ihr rechtes Auge unterschiedliche Bilder zu sehen bekommen. Um diesen Effekt zu erzielen, projiziert unser Display viele perspektivisch leicht verschiedene Bilder eines Objektes in den Raum. Dadurch bekommt jeder Beobachter, egal aus welchem Blickwinkel er schaut, ein 3D-Bild zu sehen. Und wenn er sich bewegt oder das Displays kippt oder dreht, scheint sich dieses räumliche Bild kontinuierlich zu bewegen."
Im Gegensatz zu anderen Typen von 3D-Displays, die den Eindruck räumlicher Tiefe nur vermitteln, wenn man ziemlich genau von vorne drauf schaut, funktioniert der Demonstrator aus Palo Alto auch dann, wenn man ihn schräg von der Seite betrachtet. Für die Anwendung in Handys und Tablet-PCs, deren Position und Orientierung zum Betrachter ständig variiert, ist das ein wichtiger Vorteil. Ein zweites Plus: Die Technologie erlaubt es, relativ kleine Pixel zu realisieren – und damit die nötige Auflösung, die für Smartphones unabdingbar ist, damit ihr Display nicht grobkörnig erscheint. Fattal:
"Das Prinzip unserer Technologie ähnelt der LED-Hintergrundbeleuchtung heutiger LCD-Monitore. An der Seite des Displays befinden sich rote, grüne und blaue Leuchtdioden, die Licht in einen transparenten Film einstrahlen. Dieser Film, der als Lichtwellenleiter fungiert, hat auf seiner Vorderseite winzige Gitterstrukturen, die das Licht streuen und gezielt ablenken. Statt das Licht wie bei einem LCD-Monitor in alle Richtungen abzustrahlen, sendet bei uns jedes Pixel einen gebündelten Lichtstrahl aus. Durch die Gittergeometrie können wir genau kontrollieren, welcher Strahl wohin läuft und welches Bild aus einem bestimmten Blickwinkel zu sehen ist."
Kombiniert man die gitterförmigen Pixel mit Richtwirkung mit einer Flüssigkristallanzeige, lassen sich neben statischen auch bewegte Bilder erzeugen. Eine briefmarkengroße Anzeige aus 720 mal 720 haarfeinen Pixeln, die die HP-Forscher gebaut haben, zeigt je nach Blickwinkel eine von 14 verschiedenen Zahlen und lässt sich 30 Mal pro Sekunde aktualisieren. Der Nachfolger, der gleichzeitig 64 Farbbilder projizieren kann, sei schon in Arbeit, sagt David Fattal.
"Diese Technologie birgt das Potenzial, räumliche Bilder mit Videorate darzustellen. Unser Ziel ist es, 3D-Bildern auf mobilen Endgeräten das Laufen beizubringen. Unsere Displays sind kompakt und tragbar. Und wir glauben, dass sie sich sehr günstig herstellen lassen."
Bis Prinzessin Leias Hologramm tatsächlich erstmals auf einem Handy-Display um Hilfe ruft, werden zwar sicher noch Jahre vergehen. Doch die Pixel mit Richtwirkung aus Palo Alto weisen einen viel versprechenden Weg, wie 3D-Bilder und –Videos künftig einmal auf Handys und Tablet-PCs Einzug halten könnten.