Britskí a japonskí inžinieri vytvorili volumetrický displej založený na akustickej levitácii. Malá guľa je zodpovedná za zobrazenie obrazu v nej, ktorý sa pohybuje po pracovnej oblasti pomocou ultrazvukových žiaričov a je osvetlený vysokorýchlostným projektorom. Okrem toho môže zariadenie prehrávať zvuky, ako aj vytvárať taktilnú reakciu, keď používateľ prinesie prst na displej, hovoria autori článku v článku Nature.
Pretože sci-fi často používa volumetrické displeje, ktoré plávajú vo vzduchu, inžinieri už dlho pracujú na vytváraní takýchto technológií v reálnom živote. Objemové obrazovky spravidla pracujú kvôli optickým efektom. Napríklad medzi takým vývojom je kanadská obrazovka svetelného poľa pre telekonferencie a americká 3D pracovná plocha, ktorá funguje vďaka lentikulárnemu rastru.
Takéto technológie však vytvárajú efekt objemu vo vnútri obrazovky, ale nevyvolávajú dojem, že obraz pláva vo vzduchu. Na tento účel navrhli inžinieri pred niekoľkými rokmi použitie akustickej levitácie. Funguje to preto, že celý rad ultrazvukových prevodníkov vytvára stojaté vlny a stabilné oblasti s nízkym a vysokým tlakom, ktoré sú schopné fixovať malé objekty, napríklad polystyrénové gule. Britskí inžinieri už tento účinok využili, keď vo vzduchu upevnili skupinu guličiek, ktoré sa môžu obrátiť v požadovanej farbe smerom k pozorovateľovi, alebo zavesili malý priesvitný kus látky, na ktorý sa premieta obraz.
V novej práci vytvorili inžinieri vedení Sriramom Subramanianom z University of Sussex obrazovku, na ktorej je jediná sférická častica schopná vytvoriť trojrozmerný farebný obraz v reálnom čase. Prístroj je založený na dvoch poliach ultrazvukových žiaričov (16 až 16), ktoré sú umiestnené oproti sebe: pod a nad pracovnou oblasťou. LED projektor je tiež namontovaný na hornej strane emitorového poľa.
Princíp činnosti displeja je založený na skutočnosti, že zariadenie rýchlo pohybuje oblasťou zníženého tlaku, v ktorej polystyrénová guľka vznáša, a osvetľuje ju farbou, ktorá sa mení v závislosti od polohy gule v priestore. Na ukážke vidíte, že displej vám umožňuje vidieť uzol torusu a motýľ v reálnom čase. Vo videu je možné vidieť aj pôsobivejšie príklady, napríklad levitujúci model Zeme, ale tieto snímky boli nasnímané oveľa pomalšou rýchlosťou uzávierky a osoba ich nevidí voľným okom.
Experimenty ukázali, že displej môže zrýchliť loptu až do 3,75 metrov za sekundu na priamke a až 0,75 metrov za sekundu, keď na obrázku nakreslí okrajové a rohové detaily.
Displej je okrem zobrazovania 3D obrazov tiež schopný vydávať zvuk počuteľný pre človeka a vyvolať taktilnú reakciu. Za týmto účelom sa zvukové parametre na žiaričoch nastavia tak, aby popri hlavnom lapači, ktorý sa používa na levitáciu lopty, vytvorili ďalšiu oblasť so zmeneným tlakom na jej strane. Umiestnením prsta naň môže užívateľ cítiť reakciu obrazovky.
Propagačné video:
Autori poznamenávajú, že charakteristiky obrazu viditeľné voľným okom, vrátane veľkosti, sa dajú vylepšiť použitím presnejšieho modelu pohybu častíc a jasnejšieho projektora. Okrem toho presnejší model umožní prideliť väčšiu časť emisného cyklu emitora sekundárnemu pascu, a tým zvýšiť taktilnú reakciu.
Existujú ďalšie technológie na vytváranie objemového obrazu vo vzduchu, ktoré vyvinuli japonskí inžinieri. Na tento účel navrhujú použitie laserových žiaričov, ktoré vytvárajú vo vzduchu žiariace plazmové mikrokvapky. Pohybom oblasti žiarenia je prototypové zariadenie schopné vytvárať malé objemové postavy priamo vo vzduchu a môžete sa ich dotknúť prstom.
Grigory Kopiev