Los ingenieros británicos y japoneses han creado una pantalla volumétrica basada en levitación acústica. Una pequeña bola se encarga de mostrar la imagen en ella, que se mueve a lo largo del área de trabajo mediante emisores ultrasónicos e iluminada por un proyector de alta velocidad. Además, el dispositivo puede reproducir sonidos, así como crear una respuesta táctil cuando el usuario acerca su dedo a la pantalla, dicen los autores del artículo en Nature.
Dado que la ciencia ficción a menudo utiliza pantallas volumétricas que flotan en el aire, los ingenieros han estado trabajando durante mucho tiempo en la creación de tales tecnologías en la vida real. Por regla general, las pantallas volumétricas funcionan gracias a los efectos ópticos. Por ejemplo, entre estos desarrollos se encuentran la pantalla de campo de luz canadiense para teleconferencias y la pantalla de escritorio 3D estadounidense, que funciona gracias a un ráster lenticular.
Sin embargo, estas tecnologías crean el efecto de volumen dentro de la pantalla, pero no dan la impresión de que la imagen esté flotando en el aire. Para este efecto, los ingenieros sugirieron hace varios años usar levitación acústica. Funciona porque una serie de transductores ultrasónicos crea ondas estacionarias y áreas estables de baja y alta presión, capaces de fijar objetos pequeños, como bolas de poliestireno. Los ingenieros británicos ya han utilizado este efecto, fijando una serie de bolas en el aire que pueden girar en el color deseado hacia el observador, o colgando una pequeña pieza translúcida de tela sobre la que se proyecta la imagen.
En el nuevo trabajo, los ingenieros liderados por Sriram Subramanian de la Universidad de Sussex han creado una pantalla en la que una sola partícula esférica es capaz de crear una imagen en color tridimensional en tiempo real. El dispositivo se basa en dos conjuntos de emisores ultrasónicos (16 por 16), ubicados uno frente al otro: debajo y encima del área de trabajo. También se monta un proyector LED en la parte superior del conjunto de emisores.
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El principio de funcionamiento de la pantalla se basa en que el dispositivo mueve rápidamente la zona de presión reducida, en la que levita la bola de poliestireno, y la ilumina con un color que cambia según la posición de la bola en el espacio. En la demostración, puede ver que la pantalla le permite ver el nudo del toro y el aleteo de la mariposa en tiempo real. También se pueden ver ejemplos más impresionantes en el video, como un modelo levitando de la Tierra, pero estos cuadros se tomaron a una velocidad de obturación mucho más lenta y la persona no puede verlos a simple vista.
Los experimentos han demostrado que la pantalla puede acelerar la pelota hasta 3,75 metros por segundo en línea recta y hasta 0,75 metros por segundo cuando dibuja detalles de bordes y esquinas en la imagen.
Además de mostrar imágenes en 3D, la pantalla también es capaz de producir un sonido audible para una persona y producir una respuesta táctil. Para ello, los parámetros de sonido en los emisores se ajustan de tal forma que, además de la trampa principal utilizada para levitar la bola, formen una zona más con una presión modificada en el lateral de la misma. Al colocar un dedo en él, el usuario puede sentir la respuesta de la pantalla.
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Los autores señalan que las características de la imagen visible a simple vista, incluido el tamaño, se pueden mejorar mediante el uso de un modelo de movimiento de partículas más preciso, así como un proyector más brillante. Además, un modelo más preciso permitirá asignar una fracción mayor del ciclo de trabajo del emisor a la trampa secundaria y, por lo tanto, mejorará la respuesta táctil.
Existe otra tecnología para crear una imagen volumétrica en el aire, desarrollada por ingenieros japoneses. Sugieren utilizar emisores láser para esto, que crean microgotas de plasma brillantes en el aire. Al mover el área luminosa, el dispositivo prototipo puede crear pequeñas figuras volumétricas directamente en el aire y puede tocarlas con el dedo.
Grigory Kopiev
