Zou het niet geweldig zijn als afgedrukte afbeeldingen er driedimensionaal (3D) uit kunnen zien? Helaas, conventionele afdrukken, zoals foto's, geven tweedimensionale (2D) afbeeldingen weer met een vast uiterlijk, omdat ze alleen informatie over intensiteit en kleur bevatten. Deze afdrukken zijn niet in staat om een ​​3D-beeld weer te geven omdat ze geen directionele controle van lichtstralen hebben, dus resulterend in het verlies van diepte-informatie.

Om dit probleem aan te pakken, een team van onderzoekers van de Singapore University of Technology and Design (SUTD) gebruikte een 3D-printtechniek op nanoschaal om lichtveldafdrukken met hoge resolutie (LFP) te maken. De LFP bestaat uit een reeks microlenzen die zijn uitgelijnd bovenop een reeks structurele kleurpixels. Wanneer de LFP wordt verlicht door gewoon wit licht, een 3D-beeld wordt weergegeven. Het 3D-beeld is autostereoscopisch, wat betekent dat het kan worden bekeken zonder dat u een speciale bril hoeft te dragen. Het beeld verandert van uiterlijk als het vanuit verschillende hoeken wordt bekeken, wat de LFP een speciaal 3D visueel effect geeft.

Belangrijker, LFP's met een hoge resolutie zijn nodig om ultrarealistische 3D-beelden weer te geven die potentiële toepassingen hebben in kunstwerken en beveiligingsitems. Door 3D-printen op nanoschaal te gebruiken om LFP's te maken, het team behaalde een maximale pixelresolutie van 25, 400 punten per inch (dpi), die de pixelresolutie van inkjetprinters voor consumenten ~1 overtreft 200 dpi. De structurele kleurpixels in de LFP zijn gemaakt van nanopilaren (~300nm diameter). Misschien wel het meest opmerkelijke resultaat is dat elke kleurpixel kan worden weergegeven door een enkele nanopilaar om de LFP met de maximale resolutie te produceren.

SUTD universitair hoofddocent Joel Yang, wie is de hoofdonderzoeker van dit onderzoek, merkte op:"Dit is mogelijk de eerste keer dat 3D-printen wordt gebruikt om in één stap volledig een meerkleurige lichtveldafdruk (LFP) te maken, zonder het gebruik van kleurstoffen, en zonder de noodzaak van handmatige uitlijning van microlenzen op de kleurpixels. De prints zijn ingebed met maximaal 225 frames binnen een enkele LFP om vloeiende kijkovergangen te genereren met een ongekende resolutie. Deze effecten zullen in de toekomst leiden tot 2D-prints die ultrarealistische 3D-beelden produceren."

Het team verwacht dat LFP's met hoge resolutie gemakkelijker op de markt beschikbaar zullen komen wanneer nanotechnologie grotere schaalbaarheid en doorvoer mogelijk maakt. Dit onderzoek is gepubliceerd in Natuurcommunicatie .