Volumendisplay: US-Forscher lassen Projektion schweben wie in Star Wars

Die Haltung stimmt, aber die Figur trägt einen Laborkittel: US-Forscher können Bilder im Raum schweben lassen. Vorbild für das volumetrische Display war Prinzessin Leias Botschaft im ersten Star-Wars-Film.

Artikel veröffentlicht am 26. Januar 2018, 18:10 Uhr, Werner Pluta

Projektion eines Schmetterlings im freien Raum: 3D-Drucken mit Licht (Bild: Nate Edwards/BYU)

Dieser Hilferuf ist unvergessen: Auf einem kleinen Tischchen flimmert eine Projektion von Prinzessin Leia und bittet Obi-Wan Kenobi um Hilfe im Kampf gegen das Imperium. Forscher der Brigham Young University (BYU) in Provo im US-Bundesstaat Utah haben ein Verfahren entwickelt, um solche Projektionen mitten im Raum schweben zu lassen.

Das Problem bei solchen volumetrischen Displays ist, dass sie ein Medium benötigen, auf das die Bildpunkte projiziert werden. Sie werden als Voxel bezeichnet, zusammengesetzt aus Volumetric und Pixel, also die 3D-Variante eines Pixels.

Die Voxel sind winzige Zellulose-Partikel

Die Voxel, die die Forscher um Daniel Smalley einsetzen, sind etwa zehn Mikrometer große Partikel aus Zellulose. Die Teilchen werden von mehreren, fast unsichtbaren Lasern gleichmäßig erwärmt. Das ermöglicht es, die Zellulose in der Luft zu bewegen. Eine weitere Gruppe von Lasern, die sichtbares Licht in Rot, Grün und Blau emittieren, beleuchten die Voxel dabei. Da das menschliche Auge nur relativ wenige Bilder pro Sekunde unterscheiden kann, erscheint ihm die Bahn des Voxels, wenn dieses schnell genug bewegt wird, als eine durchgehende Linie, die frei im Raum schwebt.

"Einfach ausgedrückt nutzen wir einen Laserstrahl, um ein Teilchen einzufangen. Dann steuern wir den Laserstrahl, um die Teilchen zu bewegen und ein Bild zu erzeugen", sagt Erich Nygaard. Er ist einer der Autoren des Aufsatzes, der in der Fachzeitschrift Nature erschienen ist.

Smalley wollte Prinzessin Leia schweben lassen

Ziel sei es gewesen, eine Projektion zu erzeugen, die frei im Raum schwebt, sagt Smalley, der die Arbeitsgruppe leitet. Als Vorbild nennt er etwa den Tisch im Film Avatar, vor allem aber die Projektion von Prinzessin Leia im ersten Star-Wars-Film. Das sei kein holografisches Display, betont er: Ein Hologramm sei eine zweidimensionale Projektion, die dreidimensional erscheint. Eine volumetrische Projektion hingegen sei wirklich dreidimensional. Der Betrachter könne um sie herumgehen. "Dieses Display ist wie ein 3D-Drucker für Licht."

Noch sind die volumetrischen Projektionen relativ klein: Sie haben eine Auflösung von 1.600 dpi. Die Forscher haben schon Prismen, Ringe und einen Schmetterling im Raum schweben lassen. Sie haben auch schon die Szene nachgestellt, die als Vorbild diente: eine Person in einer Pose wie Prinzessin Leia, die aber in einen Laborkittel gewandet ist.