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3D-Videos auf einem Smartphone-Bildschirm

Autor / Redakteur: Stefan Parsch, dpa / Sebastian Gerstl

3D-Videos auf einem Handy? Dies ist bislang aus verschiedenen Gründen gescheitert. Nun sind koreanische Forscher diesem Ziel ein Stück näher gerückt - mit Hilfe einiger Tricks.

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Kommen bald 3D-Videos auf einem flachen Smartphone-Display? Koreanische Forscher haben eine Technik entwickelt, die die Berechnung und Darstellung von dreidimensionalen Videos auf handelsüblichen 2D-Flachbildschirmen, die etwa für Mobilgeräte Anwendung finden, möglich machen sollen. (Symbolbild)
Kommen bald 3D-Videos auf einem flachen Smartphone-Display? Koreanische Forscher haben eine Technik entwickelt, die die Berechnung und Darstellung von dreidimensionalen Videos auf handelsüblichen 2D-Flachbildschirmen, die etwa für Mobilgeräte Anwendung finden, möglich machen sollen. (Symbolbild)
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Eindrucksvolle holographische Videos auf dem flachen Bildschirm mobiler Geräte – diesem Ziel sind südkoreanische Forscher ein Stück näher gekommen. Mit Hilfe einiger Tricks erweiterten sie insbesondere den Blickwinkel, aus dem ein Betrachter dreidimensionale Bilder wahrnehmen kann. Ihre Forschungsergebnisse veröffentlicht die Gruppe um Hong-Seok Lee vom Samsung Advanced Institute of Technology in Suwon im Fachjournal Nature Communications.

„Kommerziell erhältliche holographische Videodisplays wurden aus mehreren Gründen noch nicht eingeführt: schmaler Betrachtungswinkel, sperrige Optik und hohe Rechenleistung“, schreiben die Forscher. Das größte Problem war für sie der schmale Betrachtungswinkel.

Das bisher übliche Vorgehen bestand darin, die Zahl der Pixel zu erhöhen, also für jede Position, die ein Betrachter vor dem Bildschirm einnehmen könnte, ein eigenes Bild zu erzeugen. Allerdings kommt dann die Rechenleistung schnell an ihre Grenzen: Für die Erweiterung eines 25,4-Zentimeter-Displays auf einen Betrachtungswinkel von 30 Grad müsste die Anzahl der Pixel auf das 13 000-Fache steigen, berechnen die Wissenschaftler.

Strahlablenkung und Eye-Tracking für geringeren Rechenbedarf

Sie gingen das Problem an, indem sie einen Strahlablenker entwickelten und mit einem Eye-Tracking-Sensor kombinierten: Durch das Anlegen und Steuern einer Spannung an ein Flüssigkristall-Display (LCD) lenken sie das Licht der Hintergrundbeleuchtung so, dass es ins Auge des Betrachters fällt. Wo sich dieses Auge vor dem Bildschirm gerade befindet, ermittelt ein Eye-Tracking-Sensor. Dessen Daten steuern dann den Strahlablenker.

Nachdem die Lichtstrahlen ausgerichtet sind, vergrößert eine Linse das Bild auf das Display, und eine weitere Linse moduliert das Bild so, dass es dreidimensional erscheint. Letztlich entsteht ein farbiges Bild mit 3840 mal 2160 Pixeln, also mehr als acht Millionen Voxeln (Volumenpixeln).

Für hohe Bildraten sind mehrere parallele Kerne notwendig

Das Display reduzierten die Forscher auf eine Höhe von einem Zentimeter. Allerdings ist der gesamte Aufbau derzeit noch knapp zehn Zentimeter hoch. „Derzeit wird daran geforscht, das Volumen des Systems auf ein für Mobiltelefone geeignetes Maß zu verringern“, schreiben sie. Um die hohe Bildwechselrate von 30 Bildern pro Sekunde zu erreichen, berechnen 32 parallel geschaltete Prozessoren auf einem Chip die anzuzeigenden Bilddaten.

Die Forscher demonstrierten das Ergebnis ihrer Entwicklungsarbeit mit einem Video, das eine Schildkröte zeigt, die durch eine Unterwasserwelt schwimmt. Die Korallen am Boden wirken dabei, als ob sie etwa zehn Zentimeter hinter dem Bildschirm lägen, der Hintergrund scheint noch weiter dahinter. Die Schildkröte und die Fische hingegen scheinen sich im Raum vor dem Display zu bewegen.

Ein realistischer Seheindruck entsteht auch durch leichte Unschärfen: Stellt eine Kamera auf die Korallen scharf, wird die Schildkröte im Vordergrund etwas unscharf. Ist die Schildkröte scharf zu sehen, zeigt sich eine Unschärfe bei den Korallen

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