Britští a japonští inženýři vytvořili volumetrický displej založený na akustické levitaci. Malá koule je zodpovědná za zobrazování obrazu v ní, který se pohybuje podél pracovní oblasti pomocí ultrazvukových zářičů a je osvětlen vysokorychlostním projektorem. Kromě toho může zařízení přehrávat zvuky a vytvářet taktilní odezvu, když uživatel přinese prst na displej, říkají autoři článku v Přírodě.
Protože sci-fi často používá volumetrické displeje, které se vznášejí ve vzduchu, inženýři již dlouho pracují na vytváření takových technologií v reálném životě. Objemové obrazovky fungují zpravidla kvůli optickým efektům. Například mezi takovým vývojem je kanadská obrazovka světelného pole pro telekonference a americká 3D stolní obrazovka, která funguje díky čočkovitému rastru.
Takové technologie však vytvářejí efekt objemu uvnitř obrazovky, ale nevyvolávají dojem, že se obraz vznáší ve vzduchu. Za tímto účelem inženýři před několika lety navrhli použití akustické levitace. Funguje to proto, že řada ultrazvukových snímačů vytváří stojaté vlny a stabilní oblasti nízkého a vysokého tlaku, které jsou schopné fixovat malé předměty, například polystyrenové koule. Britští inženýři již tento účinek využili, když ve vzduchu stanovili řadu koulí, které se mohou v požadované barvě obrátit k pozorovateli, nebo zavěsili malý průsvitný kus látky, na který se promítá obraz.
V nové práci vytvořili inženýři vedeni Sriramem Subramanianem z University of Sussex obrazovku, na které je jediná sférická částice schopna vytvořit trojrozměrný barevný obrázek v reálném čase. Zařízení je založeno na dvou polích ultrazvukových zářičů (16 x 16), umístěných proti sobě: pod a nad pracovním prostorem. LED projektor je také namontován na horní straně emitorového pole.
Princip činnosti displeje je založen na skutečnosti, že zařízení rychle pohybuje oblastí se sníženým tlakem, ve kterém polystyrenová koule levituje, a osvětluje ji barvou, která se mění v závislosti na poloze koule v prostoru. Na ukázce vidíte, že displej umožňuje vidět torusový uzel a motýlí mávání v reálném čase. Ve videu lze vidět i působivější příklady, jako je například levitující model Země, tyto snímky však byly zastřeleny mnohem pomalejší rychlostí závěrky a člověk je nevidí pouhým okem.
Experimenty ukázaly, že displej může zrychlit míč až na 3,75 metrů za sekundu na přímce a až 0,75 metrů za sekundu, když nakreslí detaily obrazu na okraji a rohu.
Kromě zobrazování 3D obrázků je displej také schopen produkovat zvuk slyšitelný pro osobu a vyvolat taktilní reakci. Za tímto účelem jsou zvukové parametry na zářičích nastaveny tak, že kromě hlavní pasti používané k levitaci míče tvoří další oblast se změněným tlakem na její straně. Umístěním prstu do něj uživatel cítí reakci obrazovky.
Propagační video:
Autoři poznamenávají, že vlastnosti obrazu viditelné pouhým okem, včetně velikosti, lze zlepšit použitím přesnějšího modelu pohybu částic a jasnějšího projektoru. Kromě toho přesnější model umožní přidělit větší část emitorova pracovního cyklu sekundární pasti, a tím zvýšit taktilní reakci.
Existuje další technologie pro vytvoření objemového obrazu ve vzduchu, vyvinutý japonskými inženýry. Doporučují k tomu použít laserové zářiče, které vytvářejí ve vzduchu zářící plazmové mikrodroužky. Pohybem oblasti žáru je prototypové zařízení schopno vytvářet malé objemové postavy přímo ve vzduchu a můžete se jich dotknout prstem.
Grigory Kopiev