Nors daugumos vaizdo ekranų – pvz. mūsų telefonų, televizorių ir stadionų didžiųjų ekranų – skiriamoji geba tiesiog kas mėnesį gerėja, vis dar kyla problemų gerinant virtualios realybės programoms reikalingų mažų ekranų skiriamąją gebą. Problema yra ta, kad ekranui priartėjant prie žmogaus akies, jį sudarantys pikseliai turi būti vis mažesni ir mažesni. Tačiau, jei pikseliai tampa per maži, jų funkcija pradeda blogėti ir nukenčia vaizdas. Pavyzdžiui, microLED ekrane pikseliai negali būti mažesni nei vieno mikrometro pločio, nes kitaip jie praranda gebėjimą atkurti aiškų, ryškų vaizdą.
Todėl vietoj to, kad pasikliautų pikseliais, mokslininkai iš Chalmerso technologijos universiteto, Geteborgo universiteto ir Upsalos universiteto Švedijoje nusprendė pasinaudoti kita technika. Jie sukūrė tai, ką pavadino „metapikseliais“. Sukūrė iš volframo oksido – medžiagos, kuri, priklausomai nuo jos elektrinės būklės, gali tapti izoliatoriumi arba metalu.
Metapikseliai skirtingai atspindi šviesą – priklausomai nuo jų dydžio ir išdėstymo – ir juos galima valdyti elektros srove. Tam tikra prasme jie veikia panašiai kaip paukščių plunksnų pigmentai, kurie gali įgauti skirtingas spalvas priklausomai nuo to, kaip juos apšviečia šviesa.
Tai, kad metapikseliams nereikia šviesos šaltinio, pašalina problemas, su kuriomis susiduria vaizdo pikseliai, kai jie tampa per maži – pvz. spalvų išsiliejimas ir vienodumo problemos.
Neatskiriamas nuo realybės vaizdas
Rezultatas – komanda sugebėjo sukurti ekraną, kuris yra maždaug žmogaus vyzdžio dydžio ir kuriame yra apie 560 nanometrų pločio pikseliai. Ekranas, kuris buvo pavadintas „tinklainės e-popieriumi“, turi didesnę nei 25 000 pikselių colyje skiriamąją gebą. „Šis proveržis atveria kelią virtualių pasaulių, kurie vizualiai neatskiriami nuo realybės, kūrimui“, – teigiama Chalmerso universiteto pranešime spaudai.
„Tai reiškia, kad kiekvienas pikselis atitinka vieną fotoreceptorių akyje, t. y. nervines ląsteles tinklainėje, kurios paverčia šviesą biologiniais signalais, – priduria Chalmerso universiteto Chemijos ir chemijos inžinerijos katedros profesorius Andreasas Dahlinas. – Žmonės negali suvokti didesnės nei ši raiškos.“
Norėdami pademonstruoti mažo ekrano veiksmingumą, mokslininkai atkūrė garsųjį Gustavo Klimto paveikslą „Bučinys“. Vaizdas buvo rodomas puikios raiškos ekrane, kurio dydis buvo maždaug 1,4 x 1,9 mm, t. y. 1/4000 standartinio išmaniojo telefono ekrano dydžio.
„Mūsų sukurta technologija gali suteikti naujų galimybių sąveikauti su informacija ir mus supančiu pasauliu, – sako Upsalos universiteto mokslininkas Kunli Xiongas, kuris sumanė šį projektą ir yra pagrindinis tyrimo autorius. – Tai galėtų išplėsti kūrybines galimybes, pagerinti nuotolinį bendradarbiavimą ir net pagreitinti mokslinius tyrimus.“
Mokslininkai dabar toliau tobulina savo išradimą, tačiau jie tiki, kad jis gali turėti didelį poveikį smulkiosios optikos pasauliui.
„Tai didelis žingsnis į priekį kuriant ekranus, kuriuos galima sumažinti iki miniatiūrinio dydžio, tuo pačiu pagerinant kokybę ir sumažinant energijos suvartojimą, – sako Giovanni Volpe iš Geteborgo universiteto. – Technologija dar turi būti patobulinta, bet mes tikime, kad tinklainės e. popierius atliks svarbų vaidmenį šioje srityje ir galiausiai turės įtakos mums visiems.“
Tyrimas paskelbtas žurnale „Nature“.
Parengta pagal „New Altas“.