Britiske og japanske ingeniører har laget en volumetrisk skjerm basert på akustisk levitasjon. En liten ball er ansvarlig for å vise bildet i det, som blir flyttet langs arbeidsområdet av ultralydutsendere og opplyst av en høyhastighets-projektor. I tillegg kan enheten spille av lyder, samt skape en taktil respons når brukeren tar fingeren med på skjermen, sier forfatterne av artikkelen i Nature.
Siden science fiction ofte bruker volumetriske skjermer som flyter i luften, har ingeniører lenge jobbet med å lage slike teknologier i det virkelige liv. Som regel fungerer volumetriske skjermer på grunn av optiske effekter. Blant slike utbygginger er for eksempel den kanadiske lysfeltskjermen for telekonferanser og den amerikanske 3D-desktop-skjermen, som fungerer takket være en linseformet raster.
Slike teknologier skaper imidlertid effekten av volum inni skjermen, men gir ikke inntrykk av at bildet flyter i luften. For denne effekten foreslo ingeniører for flere år siden å bruke akustisk levitasjon. Det fungerer fordi en rekke ultrasoniske svingere skaper stående bølger og stabile områder med lavt og høyt trykk, og som er i stand til å feste små gjenstander, for eksempel isoporkuler. Britiske ingeniører har allerede brukt denne effekten, og festet i luften en rekke baller som kan vende den ønskede fargen mot observatøren, eller henge et lite gjennomsiktig stoffstykke som bildet projiseres på.
I det nye arbeidet har ingeniører ledet av Sriram Subramanian fra University of Sussex laget en skjerm der en enkelt sfærisk partikkel er i stand til å skape et tredimensjonalt fargebilde i sanntid. Enheten er basert på to matriser med ultralydutsendere (16 med 16), som ligger overfor hverandre: under og over arbeidsområdet. En LED-projektor er også montert på oversiden av emitterarrayen.
Prinsippet for betjening av skjermen er basert på det faktum at enheten raskt beveger området med redusert trykk, der isoporkulen løfter, og lyser den opp med en farge som endres avhengig av ballens plassering i rommet. I demoen kan du se at skjermen lar deg se torusknuten og sommerfuglen klaffe i sanntid. Mer imponerende eksempler kan også sees i videoen, for eksempel en levende levende modell av jorden, men disse rammene ble skutt med en mye langsommere lukkerhastighet, og personen er ikke i stand til å se dem med det blotte øye.
Eksperimenter har vist at skjermen kan akselerere ballen opp til 3,75 meter per sekund på en rett linje og opp til 0,75 meter per sekund når den tegner kant- og hjørnedetaljer i bildet.
I tillegg til å vise 3D-bilder, er skjermen også i stand til å produsere lyd hørbar for en person og produsere en følbar respons. For dette blir lydparametrene på senderne justert på en slik måte at, i tillegg til hovedfellen som brukes til å løfte ballen, danner et område til med et endret trykk på siden av den. Ved å plassere en finger i den, kan brukeren føle responsen på skjermen.
Salgsfremmende video:
Forfatterne bemerker at egenskapene til bildet som er synlig for det blotte øye, inkludert størrelse, kan forbedres ved å bruke en mer nøyaktig partikkelbevegelsesmodell så vel som en lysere projektor. I tillegg vil en mer nøyaktig modell gjøre det mulig å tildele en større brøkdel av emitterens driftssyklus til sekundærfellen, og derved forbedre den taktile responsen.
Det er en annen teknologi for å skape et volumetrisk bilde i luften, utviklet av japanske ingeniører. De foreslår å bruke laserutsendere til dette, som skaper glødende plasmamikrodropletter i luften. Ved å bevege glødearealet er prototypenheten i stand til å lage små volumetriske figurer rett i luften, og du kan berøre dem med fingeren.
Grigory Kopiev
