Holographisches Display projiziert fühlbare 3D-Bilder

Dreidimensionale Regentropfen sehen und fühlen

Hologramme zum Anfassen versprechen Forscher der Universität Tokio mit ihrem "Airborne Ultrasound Tactile Display", das sie auf der Konferenz Siggraph vorstellten. Es soll dreidimensionale Bilder im freien Raum zeigen, die beim Berühren taktiles Feedback geben.

Die Forscher um Takayuki Hoshi nutzen das holographische Display Holo von Provision, das Bilder eines LCD mit Hilfe eines konkaven Spiegels projiziert, so dass sie wirken, als würden sie rund 30 cm vor dem Display schweben.

Das Display kombinieren sie mit dem Airborne Ultrasound Tactile Display, das sie bereits im letzten Jahr auf der Siggraph vorgestellt haben. Es kann taktiles Feedback im Raum projizieren, indem es ein Ultraschallphänomen nutzt: Acoustic Radiation Pressure. Damit lässt sich mit Hilfe von Wellenlängensynthese gezielt Druck auf Objekte ausüben.

Video: Airborne Ultrasound Tactile Display - fühlbare Hologramme (2:37)

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Der verwendete Prototyp verfügt dazu über 324 Ultraschallwandler, die mit einer Resonanzfrequenz von 40 KHz arbeiten. Delay und Amplitude jedes einzelnen Wandlers können individuell geregelt und so Fokuspunkte gesetzt und im dreidimensionalen Raum bewegt werden. So soll sich in einer Fokusregion von 20 mm Durchmesser ein Druck von 1,6 gf (gramm-force) erzeugen lassen.

Um festzustellen, wo sich die Hand des Nutzers befindet, nutzen die Forscher zwei Wii Remotes beziehungsweise die darin integrierte Infrarotkamera kombiniert mit einer reflektierenden Markierung am Mittelfinger der Hand des Nutzers. Da die Szene durch Infrarotlicht beleuchtet wird, kann so die Position der Hand im dreidimensionalen Raum bestimmt und die Abbildung von Bild und taktilem Feedback darauf abgestimmt werden.

Anwendungsgebiete für die Technik sehen die Wissenschaftler bei Videospielen und im CAD-Bereich. Als Demonstration zeigen sie holographische Regentropfen, die spürbar auf einer Hand niedergehen, sowie die Animation eines kleinen Tieres, das über die Hand läuft.