Новый шаг 3D-телевидения

Новый шаг 3D-телевидения

В этой статье мы посмотрим, как российские ученые пытаются сделать рывок в разработке 3D-систем. Основа статьи взята с сайта «Экспир» — портала, на котором молодые ученые могут найти финансирование для своих проектов.

Предыдущие статьи о попытках российских ученых построить бизнес на разработках можно прочитать здесь и здесь. В этот раз мы решили изменить подход — теперь наши комментаторами становятся не эксперты по коммерциализации, а компании, которые строят бизнес в той же нише.

Кто занимается разработкой:

Сотрудники ФГБУН «Институт Кристаллографии им А.В. Шубникова» РАН (ИК РАН). Старший научный сотрудник — Артур Гейвандов. Заведующий лабораторией жидких кристаллов — доктор физико-математических наук Сергей Палто. Ведущий научный сотрудник института — доктор физико-математических наук Михаил Барник.

Что делают:

Дисплеи с повышенной частотой смены кадров, которые можно использовать для просмотра 3D-видео.

Потенциальные клиенты:

Простые пользователи, желающие смотреть фильмы в формате 3D дома.

Компании, прокомментировавшие проект:

Василий Ежов		Сhief designer и General Manager в 3D Essence. Компания предлагает 3D-дисплеи, которые снабжены 3D-видеопроцессором для работы с различными источниками 3D и 2D-видео.
Алексей Поляков		CEO and founder Triaxes Vision LLC. Компания предлагает решения в области 3D-видеоконтента, а также программного обеспечения и оборудования для подготовки 3D-контента.

Рынок

Рынок 3D-систем развивается быстро. В экономически развитых странах растет спрос на 3D-телевизоры. По оценке Displaysearch, объем мирового рынка очков для просмотра 3D к 2018 году составит около $1,5 млрд.

Согласно данным аналитической компании MarketsandMarkets, объем рынка 3D-товаров и технологий в 2016 году достигнет $227 млрд. А среднегодовой темп роста составит 15,81%.

Идея

Существует технология стереоочков с затвором, поочередно закрывающих обзор то для одного глаза, то для другого. Технология считается перспективной, но для ее реализации нужны дисплеи, которые могут показывать информацию в 10 раз быстрее, чем существующие сегодня модели.

История

Каждый пиксель ЖК-монитора — это ячейка, которая состоит из двух стеклянных подложек и слоя жидкокристаллического вещества между ними. Молекулы в ЖК-слое изменяют положение под воздействием электричества — так меняется цветовая гамма.

Проблема в том, что молекулы жидких кристаллов возвращаются в исходное состояние медленно. Скорость перехода зависит от молекулярного состава и толщины ЖК-слоя.Производителям приходится жертвовать либо скоростью, либо качеством изображения.

Существует не так много способов улучшить характеристики ячейки. Можно менять состав жидкокристаллического вещества, можно играть с толщиной слоя. С уменьшением слоя скорость изменения цвета увеличивается квадратично. Но бесконечно уменьшать толщину не получится — с определенного момента эффективность ячейки резко падает, и яркость дисплея уменьшается.

Жидкие кристаллы делятся на две большие группы: нематики и холестерики. Кристаллы, которые используются в традиционных дисплеях, принадлежат к подгруппе нематиков. Из таких веществ просто получить слой с требуемыми характеристиками. А сотрудники ИК РАН взяли за основу вещества другой подгруппы — холестерики. Под воздействием электричества спираль в слое холестерических кристаллов просто деформируется, а потом может быстро вернуться в прежнюю форму.

У созданного прототипа при комнатной температуре переключение из темного состояния в светлое составляет 0,25 мс, а из светлого в темное — 0,5 мс. Это в 10 раз быстрее, чем при использовании матрицы IPS.

Василий Ежов

Я знаком с коллективом — это высококвалифицированные специалисты в области химии жидких кристаллов, в том числе ЖК холестерического типа, на основе которого предлагается создавать высокоскоростные стереодисплеи. Задача повышения скорости работы ЖК-затворов стереоочков и ЖК-экранов  дисплеев, безусловно, актуальна. Достигнутые показатели по контрасту (более 100:1) и по быстродействию (0,25-0,5 мс) действительно дают основу рассматривать этот проект как конкурентноспособный.

Преимущества

Простота конструкции, большая скорость переключения, контрастное отношение. Это позволяет использовать технологию для формирования объемного изображения, то есть для создания 3D-систем. А также для использования 3D-очков с затвором.

Алексей Поляков

Несомненно, проблема высокой скорости переключения изображений актуальна для технологии с затворными очками. Вероятно, разработка может быть полезна для какого-то специализированного применения. Однако, по поводу бизнеса с очками — большое сомнение. На выставках уже мало внимания уделяют этой теме. Ряд 3D-каналов свернул свою работу.

Производство

Созданная технология может быть использована для производства ЖК-панелей нового поколения. К сожалению, в России еще нет фабрик, способных работать с холестерическими кристаллами. Но, например, в Калужской области работает завод по сборке телевизоров на базе ЖК-панелей Самсунг Электроникс. На базе этого завода можно развернуть высокотехнологичное производство и российских ЖК-панелей.

Выводы

Алексей Поляков

C технической точки зрения, это серьёзная работа. Но на бизнес-развитие сферы 3D уже, наверное, не окажет влияния. В общем, я не думаю, что решение как-то оживит ситуацию. Люди не хотят надевать очки, чтобы смотреть телевизор.

Василий Ежов

На данной стадии развития проекта нельзя определенно сказать о перспективах коммерциализации. Для того, чтобы определить перспективность разработки, необходимо определить значение оптической эффективности — от этого параметра зависит яркость наблюдаемого изображения. Кроме того, нужно понять, насколько чувствителен холестерический ЖК-элемент к механическим воздействиям (тряске, ударам). А также максимальный размер ЖК-экрана, который можно сделать с помощью этой разработки.