Поиск - новости науки и техники

3D-дисплей, который можно потрогать

Nature рассказал о новом дисплее, который создает трёхмерные изображения при помощи света, ультразвука и пластикового шарика. Прямо сейчас его испытывают в Университете Сассекса в Великобритании.

По команде исследователя прибор оживляет вялую бусинку. Она парит с идеальной неподвижностью и по команде создателя превращается в светящуюся бабочку, которая машет крыльями, кружась внутри черного ящика. Её можно потрогать и услышать. 

Как рассказывает корреспондент Nature Лиззи Гибни, за сложными метаморфозами стоит сравнительно простая установка: два тонких массива из 256 крошечных динамиков над и под шариком перемещают его, генерируя ультразвуковые волны. Объект движется так быстро, что всё, что видит глаз, представляет собой непрерывно развивающееся трехмерное изображение, размером в несколько сантиметров. Те же самые ультразвуковые колонки, которые создают изображение, могут генерировать звуковые и тактильные ощущения. Благодаря этому бабочку можно потрогать и ощутить трепетание крыльев. Отдельно отмечается, что большинство компонентов, используемых для создания этих эффектов, уже готовы и есть в серийном производстве.

Совсем недавно большинство физиков не верили, что можно будет использовать звук для перемещения шарика достаточно быстро, чтобы создать такой дисплей. В августе Тацуки Фусими, физик из Университета Бристоля, и его сотрудники стали первыми, кто показал, что это возможно. Но их аппарату требовалось слишком много времени, чтобы создать форму на экране. А команда из Сассекса сумела преодолеть этот инженерный барьер. 

Для справки, исследование объемных дисплеев чуть старше фильма «Звездные войны» 1977 года. И только сейчас появляются первые достойные результаты. Несмотря на десятилетия исследований и экспериментов такие дисплеи всё ещё ограничены небольшими, грубыми рисунками, и не смогли выйти на рынок хоть в каком-нибудь виде. Тем не менее, подход имеет ключевое преимущество перед голограммами – он требует куда меньше вычислительных мощностей. 

Наука света и звука

Объемные дисплеи, которые уже есть на рынке, по сути искусственно превращают 2D-изображения в 3D. Почти все они проецируют фотоны на экран, который быстро вибрирует по заложенной программе. Это даёт возможность получать 3D-изображение без специальных очков. Но экран всё равно под стеклом, так что применение подобные технологии нашли лишь в музейных экспозициях. 

The Voxon VX1 system

2006

Одну из первых попыток нарисовать изображения непосредственно в трехмерном пространстве предприняли в 2006 году в Японии. Там разработали технологию на основе лазеров, чтобы выбивать электроны из молекул воздуха, заставляя их светиться. Перемещая фокус лазера с высокой скоростью, разработчики смогли создать люминесцентные точки плазмы. Картинка получилась довольно стабильной, но грубой и нечеткой, а лазер понадобился настолько мощный, что мог вызвать ожоги.

2016

В 2016 году другая команда (Ochiai) адаптировала плазменную технологию. Они использовали низкоэнергетический лазер с более короткими импульсами, чтобы сделать изображения безопасными для касания. Картинка получилась немного меньше, чем у японцев, но намного четче. 

2019

У английской разработки есть недостаток: ей нужны динамики на двух сторонах дисплея, что ограничивает возможности зрителя взаимодействовать с дисплеем и ограничивает его размер. Но модернизация – вопрос времени. 

Исследователи также работают над улучшением своего понимания того, как шарик реагирует на силы, действующие на него, что позволило бы им быстрее перемещать его, рисовать более сложные изображения, используя несколько точек для «рисования» и интегрировать более плотное касание.

Нет комментариев