В 2018 году исследователи из Университета Бригама Янга показали устройство, называемое «дисплеем на основе оптической ловушки» («optical trap display»), которое использует лазеры для создания свободно плавающих в воздухе голографических изображений. В 2021 году та же команда представила методику анимирования таких изображений.
Для отображения большинства трёхмерных голограмм требуется специальный экран. В таком виде технология имеет мало общего с тем, что люди представляют при мысли о голограмме. Здесь есть и ограничения углов обзора 3D-изображения, и твёрдые внешние контуры стендов. Подход исследователей из Университета Бригама Янга радикально отличается и больше похож на метод формирования изображения на основе фемтосекундного лазера от их японских коллег. Американцы используют лазеры для создания фотофоретической ловушки, которая удерживает и перемещает аэрозольные частицы, подсвечиваемые лазером видимой части спектра.
Наблюдатель может видеть свободно плавающие изображения под любым углом, обходить их с сохранением естественной перспективы, как обычные объекты реального мира. Остроумные учёные подготовили наглядную презентацию в виде битвы космических кораблей из «Звёздного пути» и дуэли Оби-Вана Кеноби и Дарта Вейдера на световых мечах, которые состоят из лазерных лучей — то есть, из настоящего света. Несмотря на схематичность моделирования, немногие люди были так близко к созданию светового меча.
Исследователи добавили голограммам возможность взаимодействовать с объектами через оптический трекинг, что позволило создать изображение человека, идущего по пальцу одного из участников эксперимента. А другие оптические трюки, такие как игра с перспективой и параллаксом, по их словам, позволит голограммам казаться больше, чем они есть на самом деле, если проецировать их перед глазами зрителей. Для такого, конечно, предстоит доказать безопасность подобной разработки.
Прорисовка делается со скоростью более 10 раз в секунду, чтобы обгонять человеческое зрение. Область визуализации составляет около одного кубического сантиметра, но в будущем учёные надеются масштабировать её до 100 и более кубических сантиметров, используя параллельные ловушки для объединения подсвечиваемых частиц.
Работа американских учёных подчёркивает, насколько мы далеко от парящих в воздухе без всяких очков голографических интерфейсов, но также демонстрирует, что такие решения — не фантастика, а будущее.
С научной публикацией по результатам работы вы можете познакомиться в Nature Scientific Reports.
Не пропускайте важнейшие новости о дополненной и виртуальной реальности — подписывайтесь на Голографику в Telegram, ВК, Twitter и Facebook!
Далее: Повседневные очки дополненной реальности: какими они будут и когда появятся на свет
