‘Optisk fælde vise’ projekter grafik i luften, hvor de er synlige fra alle vinkler
@alexhern
Ons 24 Jan 2018 18.00 GMT
Tre-dimensionelle udskrivning – med lys, et skridt i retning af at skabe billeder, der svarer til Prinsesse Leia projektion i Star Wars, og de computere, som vist i filmene Avatar og Iron Man
Vi har stadig ikke flyvende biler, brain-computer interfaces, eller en kunstig intelligens (AI) kan du føre en samtale med, men en klassisk science fiction-teknologi er på vores dørtrin: ægte 3D-skærme, som er i stand til at projicere et billede i “den blå luft”.
Et nyt papir i tidsskriftet Nature rapporter et gennembrud fra en gruppe forskere ved Brigham Young University i Utah: den første skabelse af et “free-space volumetrisk skærm”, kan afspille fuld-farve grafik svævende i luften, der kan ses fra alle vinkler.
Den teknologi, døbt den “optiske fælde display”, fungerer ved hjælp af en teknik, der lyder, som om den blev revet fra biograflærredet. “Du fange en partikel i en usynlige eller næsten usynlig “tractor beam”,” fortæller den ledende forsker, Daniel Smalley, “så skal du trække det rundt til hvert punkt i et billede. Når det er på det rigtige sted, skal du skyde den med røde, grønne og blå lasere til at gøre det lyser, og bygge et billede op punkt for punkt, at trække denne cellulose partikel rundt, som du går.”
En freezeframe af OTD opspore ud en spiral billede i real-tid, frem for en forsker ‘ s finger. Foto: Natur mag / nature.com
I effekt, billedet er “3D-trykt”, ved ekstremt høje hastigheder, med de glødende lille partikel skabe et visuelt billede, som det går.
Teknologien er ikke helt klar til at blive fyret endnu, men på nuværende hastigheder, de billeder, der er enten meget små eller meget langsom til at skabe. En meget enkel spiral er synlige med det blotte øje, men kun lige: det er et par millimeter høj. Et meget mere detaljeret billede, af en forsker, der poserer i stil med Prinsesse Leia fra Star Wars, kun kunne blive fotograferet med en lang eksponering. Det tog 40 sekunder for partikel til fuldt ud at spore ud af billedet.
Men disse problemer kunne bringes ud af verden, Smalley siger. At indføre flere partikler til en given skærm, så der til enhver tid 10 eller 100 prikker er opsporing ud af billedet, ville være en mulighed, en anden ville være at konstant at genindføre nye partikler, når de gamle bliver tabt. “Efter alle disse er så billige som, bogstaveligt talt, snavs”.
En lang eksponering billede skabt med OTD teknologi. Foto: Natur mag / nature.com
Og det ville være værd at iterere på: teknik giver skærmens egenskaber, som andre 3D-skærme kan umuligt nå, Mindre siger. “Det gennembrud her, tror jeg, er at skabe en 3D-skærm platform, der er i stand til at skabe billeder af science fiction.” Andre skærm teknologier har iboende ulemper: – stereoskopiske og holografiske skærme, for eksempel, kan kun vise objekter i en bane mellem “skærm”, og beskueren – at flytte alt for langt ud til siden, og de forsvinder.
En anden type skærm, der kaldes en volumetrisk vise, typisk arbejder med hurtigt roterende eller flytte en gennemsigtig overflade, opbygning af et 3D-billede, der kan ses fra alle vinkler – men kan ikke interageret med, siden indsættelse af et objekt (fx en finger) i displayet påvirker bevægelse af overfladen, hvorpå billedet dannes.
En simpel wireframe billede, skabt ved hjælp af den optiske fælde display-teknologi. Foto: Natur mag / nature.com
Smalley specifikt citerer et par film, som er ansvarlig for at skabe tro på, at dem, der er begrænset teknologier ikke er vidtgående nok: Prinsesse Leia projektion fra Star Wars, og de computere, som vist i filmene Avatar og Iron Man. “Jeg tror, jeg har købt i hvad, jeg tror, er denne kollektive vision for fremtiden,” Smalley siger. “Hver gang en ny skærm kommer ud, er den linje, der er altid ‘Prinsesse Leia skærm rundt om hjørnet’, den slags ting. Oftere end ikke, desværre, vil du finde ud af, at teknologien er grundlæggende umuligt.”
Iron Man, udgivet mere end et årti siden, var en specifik touchpoint for forskning. “Der var en epiphanic oplevelse, der skete i begyndelsen af det hele. Jeg var i Iron Man-film, og der er en scene, hvor hovedpersonen, Tony Stark, stikker sin arm inde i en tilsyneladende holografiske spidsrod. Og da jeg så, at, før du kan se denne scene, jeg havde troet, at holografi kunne gøre noget. Men da jeg så, at jeg indså, at det kunne de ikke, fordi, som han stikker sin hånd over lit-up bord, nu er han blokerer for lyset. Så hvordan skal man så er, der optræder over hans hånd?
“Da jeg så filmen, jeg troede, den eneste måde du kan gøre at skærmen var med noget som flydende nanobots at skyde lasere. Og det er interessant, nu, at vi har sket på en måde, der ikke svarer til ideen.”