Ультразвуковые волны помогают реализовывать один из типов голографической визуализации, построенный вокруг акустической левитации. До сих пор этот метод был хоть сколько-нибудь применим лишь в пустых пространствах из-за сбивания волн препятствиями, но новый алгоритм от британских исследователей может быстро корректировать звук для компенсации столкновений с объектами.
Звуковые волны перемещаются в средах, искривляя их и оказывая влияние на всё, что в них находится. При правильном обращении они могут поднимать и перемещать предметы. Проблемой в их использовании для этого являются нежелательные отражения или рассеивание, из-за которых левитирующий объект может просто упасть или неконтролируемо сместиться.
Рюдзи Хираяма (Ryuji Hirayama) из Университетского колледжа Лондона и его коллеги ранее использовали звук, чтобы поднимать в воздух светящиеся шарики и создавать плавающие трёхмерные фигуры. Теперь они разработали вычислительную технику, которая позволяет им манипулировать изображением над неровными поверхностями и рядом с другими объектами.
Хираяма с коллегами использовал 256 небольших источников звука, расположенных в виде сетки, чтобы создавать эффект левитации с помощью ультразвуковых волн точной формы и силы. Когда эти волны встречаются с объектами, которые обычно рассеивали их, такими как стена или комнатное растение, компьютерный алгоритм быстро корректирует их форму, чтобы поддерживать левитацию.
Исследователи продемонстрировали свою технику, напечатав на 3D-принтере маленького пластикового кролика и управляя предметами рядом с ним. В одном эксперименте они заставили светящиеся бусины летать вокруг кролика в форме бабочки, чьи «крылья» можно было контролировать движением пальцев исследователя.
В другом они левитировали кусок почти прозрачной ткани над кроликом и заставляли его вращаться, в то время как проектор проецировал на него изображения кролика. В результате получилась трёхмерная голограмма, парящая над пластиковой версией.
Отдельно стоит отметить левитацию капли краски над стаканом воды. Это доказало работоспособность алгоритма даже с меняющими форму объектами и поверхностями.
Брюс Дринкуотер (Bruce Drinkwater), профессор в области ультразвука Бристольского университета в Великобритании, говорит, что новую технику можно использовать для проецирования информации с большим «вау-эффектом» на музейных выставках и в рекламе или в химической промышленности для смешивания материалов без физического контакта. По его словам, новый метод кажется более надёжным, чем предыдущие, поэтому он может сделать акустическую левитацию более распространённой.
Проблемой, говорит Хираяма, остаётся скорость корректировки, которая пока не позволяет использовать акустическую левитацию для сред с объектами непредсказуемых траекторий. Реакция в реальном времени откроет возможности по работе технологии в пространствах с людьми.
Подробности научной работы можно узнать в оригинальной статье.
Не пропускайте важнейшие новости о дополненной и виртуальной реальности — подписывайтесь на Голографику в Telegram, ВК и Twitter!
Далее: Учёные сумели анимировать лазерные голограммы и доказали это битвой из Звёздного пути
