Reflectance Paper Technologie ermöglicht das Drucken von 3D LichtFeld-Daten

Die computergestützten, interaktiven Möglichkeiten von LichtFeld Fotografie sind verblüffend: Ganze 3D Szenen können mit einer einzigen Aufnahme durch eine einzige Linse rekonstruiert werden, auch die Perspektive und der Fokus können nachträglich verändert werden.
Will man ein LichtFeld-Bild aber unabhängig vom Computer betrachten, ist die einzige praktische (und praktikable) Möglichkeit derzeit noch das Ausdrucken als flaches Bild.
Wir berichteten kürzlich über eine neue Methode zum Erstellen von Lentikulardrucken für verbesserte 3D Darstellung, aber auch diese Bilder verändern sich nicht bei verschiedenen Blichtungsrichtungen: Wird ein solches Bild aus einer anderen Richtung beleuchtet, bleiben die Glanzlichter und Schatten unverändert.

Ein Druck auf Reflectance Paper wird von zwei Seiten belichtet. Reflectance Paper Technologie ermöglicht das Drucken von 3D LichtFeld-Daten. (Bild: UC Santa Cruz)

Oben: Reflectance Paper Technologie nutzt eine semi-transparente Bildmaske und kleine Konkav-Spiegel. Links: Nahaufname der Mikrospiegel, rechts: Nahaufname der Maske. (Bild: UC Santa Cruz) Ein Team aus Forschern der University of California, Santa Cruz, Hewlett-Packard Laboratories und 3M entwickelten jetzt eine neue Druck-Methode, durch die das entstehende Bild sich je nach Belichtungs-Richtung ändert. Das sogenannte “Reflectance Paper” nutzt dabei Materialien, die LichtFeld-Interessenten nicht ganz unbekannt sind.
Herkömmliche Drucke erzeugen ein flaches Bild auf einer flachen Oberfläche. Im Gegensatz dazu konnten James Davis und sein Team LichtFeld-Informationen in einen Druck auf eine semitransparente Bildmaske mit darunterliegendem Raster aus winzigen Konkav-Spiegeln oder “metallisierten Einsenkungen” kodieren.
Während die LichtFeld Fotografie einen Mikrolinsen-Raster vor jedem Pixel nutzt, kommt in Reflectance Paper ein Mikro-Spiegel (oder eine Struktur mit spiegelnder Mikrogeometrie) zum Einsatz, die an jedem Punkt die Reflexion der Lichtstrahlen aus verschiedenen Richtungen kontrolliert:

Querschnitt eines Stücks Reflectance Paper (Bild: UC Santa Cruz)

A pattern of millimeter-size spherical dimples are impressed into the paper in a hexagonal lattice pattern. The depth of the impression (resulting from pressing the paper on a commercial plastic microlens array) is about 50 microns, so that the dimple represents 70% of a hemisphere – sufficient for encoding lighting information from any angle. The dimples are then given a mirrored surface using silver or aluminum sputtering.

Der Prototyp zeichnet sich noch durch niedrige Auflösung und Bildqualität aus. Neue Entwicklungen im Bereich der Druck-Technologie, mit Auflösungen von bis zu 100.000 dpi, machen es aber möglich, die Pixel- und Spiegelgröße zu verringern und Drucke mit “mehr Details als die derzeit besten schwarz-weiß Fotodrucke” zu erstellen – und dabei auch noch die für den 3D-Belichtungseffekt notwendigen LichtFeld Informationen zu behalten.

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