Учёные показывают объёмный дисплей, который кажется парящим. ультразвуковых волн. ГолограммаОбеспечивает визуальный, звуковой и тактильный контент в трехмерном пространстве. Использует массивы ультразвуковых преобразователей, которые создают… звуковые волныЧтобы уметь плавать и управлять маленьким шариком из полистирола.
Текущие голографические экраны демонстрируют трёхмерные изображения без необходимости в очках, однако обладают медленным временем отклика и не подходят для длительного просмотра.
Ученые из Сассекского университета и Токийского университета наук создали анимированные трехмерные голограммы, предлагающие зрительный, аудиальный и тактильный 3D контент.
Более конкретно, демонстрировали левитирующий объемный дисплей с использованием ультразвуковых волн. Называют его мультимодальным акустическим дисплеем (MATD). Система захватывает частицу акустически и освещает её RGB-светом для контроля цвета.
Установка
Установка включает два массива ультразвуковых преобразователей, генерирующих звуковые волны для перемещения и управления микросферой из полистирола диаметром два миллиметра.
Для подачи одновременно звукового и тактильного контента MATD применяет временное мультиплексирование с использованием вторичной ловушки, амплитудной модуляции и минимализацией фазы.
Шарик перемещается со скоростью до 3,75 м/с по горизонтали и 8,75 м/с вертикально, предоставляя превосходные возможности управления частицами, не имеющиеся у существующих оптических или акустических голографических методов.
При свечении светодиодов красным, зелёным и синим цветами на бусине устройство отслеживает форму объекта в трёхмерном пространстве. Движение шара сопровождается быстрым изменением света светодиода, формирующего цвета на дисплее.
Из-за быстрого движения шарика зрители воспринимают его как полноценную трехмерную форму.
Благодаря существованию голографического изображения в трёхмерном пространстве его можно разглядывать под любым углом без потери качества. Кроме того, данная технология не утомляет зрение.
Преобразователи создают вибрацию шариков на частотах, порождающих звуковые волны, дополняя визуальный эффект. Настройку вибраций позволяет создавать звуковые волны по всему диапазону слуха. Движущийся шарик таким образом может изображать говорящее лицо, которое одновременно выполняет роль маленького динамика и воспроизводит речь.
Дисплей можно сделать тактильным с помощью ультразвуковых волн. Так, например, зрители смогут ощутить хлопающие крылья бабочки, приблизив руки к голографическому изображению.
Разработанный в рамках этого исследования прототип способен генерировать изображения в объёме куба воздуха с размером 10 сантиметров. Это открывает путь к созданию объемных дисплеев, обеспечивающих полное сенсорное восприятие виртуальной информации.
Что дальше?
В скором времени появятся более совершенные преобразователи, позволяющие создавать анимации большей масштабности с применением множества шариков. Одновременно осветить несколько шариков будет сложной задачей.
Технология обеспечивает позиционирование и амплитудную модуляцию акустических ловушек частотой звукового поля (40 кГц) и открывает новые возможности для мультимодальных 3D дисплеев. Технология также предлагает возможности для высокоскоростного, бесконтактного манипулирования веществом с приложениями в биомедицине и вычислительном производстве.