FlexiVol: holograme 3D reale pe care le poți atinge și manipula cu mâinile

Introducere: adevărate holograme 3D tactile

Cercetătorii de la Universitatea Publică din Navarra (UPNA) au prezentat un sistem de afișare volumetrică ce poate genera imagini 3D autentice, ce par a pluti în aer, și permite utilizatorilor să interacționeze direct cu aceste obiecte holografice folosindu-și mâinile, fără a avea nevoie de ochelari sau căști de realitate augmentată. Echipa, coordonată de dr. Elodie Bouzbib și investigatorul principal Asier Marzo, a dezvoltat FlexiVol - un prototip ce combină proiecția ultrarapidă cu difuzoare optice elastice, oferind o interacțiune în siguranță și naturală cu hologramele suspendate.

Cum funcționează FlexiVol: optică, mișcare și difuzoare elastice

Afișajele volumetrice redau conținut 3D autentic proiectând în succesiune rapidă mai multe secțiuni 2D la înălțimi variate, astfel încât ochiul percepe un obiect tridimensional coerent, vizibil din orice unghi. FlexiVol utilizează un proiector capabil să afișeze mii de cadre pe secundă, sincronizate cu o suprafață oscilantă numită difuzor. Contrar sistemelor tradiționale, bazate pe difuzoare rigide care pot fi deteriorate sau pot răni utilizatorii la atingere, FlexiVol folosește materiale elastice și deformabile.

Difuzoare elastice și corecție în timp real

Prin intermediul materialelor elastice, utilizatorii pot deforma în siguranță suprafața de afișare, introducând mâinile pentru a interacționa cu volumul redat. Deoarece materialul elastic își modifică forma la apăsare, cercetătorii au implementat ajustări de imagine în timp real pentru a compensa orice distorsiune mecanică sau optică. Sistemul evaluează proprietățile mecanice și vizuale ale mai multor materiale de difuzie și ajustează proiecțiile, astfel încât holograma să-și păstreze geometria corectă indiferent de deformare.

Caracteristici și detalii tehnice

• Randare volumetrică 3D reală, vizibilă fără ochelari sau headsets.
• Difuzor optic elastic conceput special pentru interacțiune tactilă directă și sigură.
• Proiecție la rată de cadre foarte înaltă, sincronizată cu mișcarea difuzorului pentru a genera un volum aerian continuu.
• Compensare în timp real pentru corectarea distorsiunilor vizuale datorate deformărilor elastice.
• Suprafață de interacțiune optimizată pentru gesturi naturale: apucare, tragere, ancorare și trasare.

Comparații: FlexiVol vs. alte display-uri volumetrice

Prototiuri volumetrice comerciale, precum cele dezvoltate de Voxon Photonics sau Brightvox, realizează imagini captivante în aer, însă majoritatea nu permit introducerea mâinilor fără riscul de a deteriora suprafața optică. Punctul forte al FlexiVol este interacțiunea: folosind difuzoare flexibile și corecții dinamice de imagine, sistemul permite manipulări directe și naturale, similare gesturilor de pe ecranele tactile ale telefoanelor, dar în trei dimensiuni.

Avantaje și performanță

Echipa de cercetare semnalează că interacțiunea directă cu FlexiVol asigură realizarea mai rapidă și mai exactă a activităților precum selecția, ancorarea sau trasarea, comparativ cu controllerele indirecte, ca mouse-urile 3D. Manipularea bazată pe gesturi naturale valorifică vederea stereoscopică și abilitățile motrice ale omului, crește înțelegerea spațială și permite control intuitiv al obiectelor virtuale. Difuzoarele elastice sporesc siguranța și rezistența, fiind mai puțin vulnerabile la șocuri sau îndoire.

Aplicații și relevanță pentru piață

FlexiVol deține un potențial larg în educație, design, expoziții muzeale, colaborare profesională sau vizualizare de produse. În sălile de clasă sau training tehnic, elevii pot demonta și reasambla motoare sau modele anatomice virtuale cu mâinile. Muzeele pot instala standuri interactive unde vizitatorii „ating” și examinează artefacte sub formă de holograme 3D. Echipele inginerești sau medicale pot lucra colaborativ la aceleași afișaje volumetrice, fără căști VR, gesticulând și interacționând firesc cu obiectele.

Exemple de aplicații și moduri de interacțiune

Cercetătorii au realizat demonstrații cu aplicații prototip precum: un animal de companie virtual ce reacționează la mângâieri, un editor de peisaje unde utilizatorii modelează relieful cu degetele sau scenarii de manipulare a obiectelor, de exemplu prinderea și rotirea unui cub între degetul mare și arătător. S-au ilustrat și gesturi creative, cum ar fi simularea mersului cu „picioare” alternate pe suprafață.

Impactul asupra viitorului tehnologiei de afișare

Display-urile volumetrice direct manipulabile precum FlexiVol fac legătura între vizualizările 3D pasive și experiențele complexe de VR, eliminând nevoia căștilor și oferind interacțiune tactilă naturală. Acest tip de tehnologie poate accelera adopția în spații publice, educație sau domenii profesionale unde colaborarea rapidă și accesul instant la date 3D partajate sunt critice. FlexiVol demonstrează cum inovația în materiale, combinată cu proiecția rapidă și corecția computațională, permite interacțiune holografică palpabilă și sigură.

Perspective viitoare

Etapele următoare vizează perfecționarea materialelor, creșterea rezoluției și luminozității, precum și dezvoltarea unor toolkits software avansate pentru dezvoltatori. Pe măsură ce tehnologia evoluează, vom vedea produse comerciale cu rezistență sporită, costuri optimizate și abilitate de scalare - deschizând drumul către holograme 3D reale, care pot fi apucate efectiv cu mâna.