Skutečné 3D hologramy, kterých se můžete dotknout: FlexiVol mění interakci s virtuálními objekty

Úvod: Pravé 3D hologramy, které lze osahat

Vědecký tým z Veřejné univerzity v Navarře (UPNA) představil novou prostorovou zobrazovací technologii, která dokáže promítat skutečné trojrozměrné grafiky vznášející se ve vzduchu – a, co je klíčové, uživatel do těchto objektů může sáhnout a volně je ovládat holýma rukama. Pod vedením doktorky Elodie Bouzbib a hlavního výzkumníka Asiera Marza vznikl prototyp FlexiVol. Ten propojuje ultra-rychlou projekci s pružnými optickými difuzory, aby umožnil bezpečnou a přímou manipulaci s 3D hologramy v prostoru bez nutnosti nosit speciální brýle či headset.

Jak FlexiVol funguje: optika, pohyb a elastické difuzory

Prostorové displeje zobrazují plnohodnotný trojrozměrný obsah tak, že rychle promítají množství 2D řezů v různých výškách. Díky setrvačnosti lidského oka se jednotlivé vrstvy spojí do jednoho celistvého 3D objektu, který je možné sledovat z různých směrů. FlexiVol spoléhá na projektor zvládající tisíce snímků za vteřinu, přesně synchronizované s rychle kmitajícím difuzním povrchem. Na rozdíl od tradičních systémů, kde rigidní difuzory mohou při dotyku prasknout nebo uživatele zranit, FlexiVol využívá pružné a tvarovatelné materiály.

Pružné optické difuzory a okamžitá korekce obrazu

Díky elastickým difuzorům umožňuje FlexiVol uživateli bezpečně deformovat zobrazovací vrstvu prsty a rukou a skutečně vstoupit „dovnitř“ zobrazeného 3D prostoru. Jelikož se povrch při dotyku ohýbá, tým navrhl dynamickou korekci obrazu, která v reálném čase vyrovnává mechanické změny a optické zkreslení. Systém detailně monitoruje fyzikální a vizuální vlastnosti různých difuzních materiálů a přizpůsobuje promítané řezy tak, aby zůstaly přesné i při změnách tvaru povrchu.

Hlavní vlastnosti a technické přednosti produktu

• Skutečné 3D vyobrazení viditelné pouhým okem – bez brýlí nebo headsetu.
• Elastický optický difuzor konstruovaný pro bezpečné dotýkání a přímý kontakt.
• Projekce ve vysokém snímkování synchronizovaná s pohybem difuzoru vytvářející plynulý objem ve vzduchu.
• Průběžná korekce deformací pro eliminaci vizuálních chyb způsobených pružným materiálem.
• Navržený prostor pro přirozená gesta: uchop, přesun, spojování i kreslení prsty.

Srovnání: FlexiVol versus ostatní prostorové zobrazovače

Komerčně dostupné systémy firem jako Voxon Photonics či Brightvox poskytují pohledné trojrozměrné vizuální efekty ve vzduchu, avšak většinou nedovolují bezpečné vložení ruky do prostoru bez rizika poškození optiky. FlexiVol zásadně mění způsob interakce: využitím pružných difuzorů a adaptivní korekce obrazu umožňuje přímé ovládání hologramů dotykem – stejně přirozeně jako pohybujeme objekty na dotykové obrazovce, ovšem v kompletním 3D.

Přínosy a výkon systému

Výzkumné výsledky ukazují, že přímá manipulace pomocí FlexiVolu umožňuje uživatelům rychlejší a přesnější práci při úkolech jako výběr, ukotvení nebo sledování trajektorie ve srovnání s nepřímými nástroji typu 3D myši. Přirozený dotyk využívá schopnosti lidského binokulárního vidění a motoriky, což posiluje prostorovou představivost a intuitivní ovládání digitálních předmětů. Navíc, díky použitému elastickému materiálu, je displej bezpečnější a odolnější vůči úderům a ohybům, které by klasické difuzory zničily.

Možnosti využití a tržní relevanci

FlexiVol má široké uplatnění v oblasti vzdělávání, designu, muzejních expozic, týmové spolupráce i produktových vizualizací. Ve výuce či technické přípravě by studenti mohli rukama rozebírat a skládat virtuální motory nebo anatomické modely. Muzea mohou nabízet interaktivní instalace, kde si návštěvníci „osahají“ holografické artefakty. Společné přezkoumávání 3D dat bez VR brýlí umožní inženýrům či lékařským týmům přirozenou spolupráci pomocí gest v prostoru.

Příkladové aplikace a možnosti interakce

Vědci předvedli několik ukázkových aplikací založených na možnostech FlexiVolu: například virtuálního mazlíčka, který reaguje na pohlazení a zdvihnutí; editor krajiny, kde lze modelovat terén prsty; anebo práci s objekty jako je kostka, kterou lze uchopit mezi palec a ukazováček, posouvat ji i natáčet. K vidění byly i kreativní gesta, například simulace kráčejících nohou střídavým poklepem prstů na povrchu.

Význam pro budoucnost zobrazovací techniky

FlexiVol a obdobné technologie pro přímou manipulaci v prostoru překonávají propast mezi pasivním 3D zobrazováním a plně pohlcující virtuální realitou. Odstraněním nutnosti nosit brýle a současným umožněním dotykové interakce urychlí zavádění prostorových hologramů do škol, veřejných prostor i profesionálního využití, kde je sdílený a ihned dostupný 3D obsah velkou výhodou. FlexiVol ukazuje, jak inovativní materiály spolu s rychlou projekcí a průběžnými výpočty otevírají bezpečnou, hmatatelnou holografii.

Co bude dál

Další kroky povedou ke zdokonalení výběru materiálů, zvýšení rozlišení a jasu a rozšíření škály interakcí i softwarových nástrojů pro vývojáře. Jak bude technologie FlexiVol dospívat, očekávejte komerční produkty lépe uzpůsobené pro odolnost, efektivní náklady i škálovatelnost – a tedy cestu ke skutečným 3D hologramům, které můžete uchopit do rukou.