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Fühlbare 3D-Projektion

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3D-Gucken war gestern: Forscher von der Universität in Tokio haben auf der Siggraph in New Orleans eine Holoprojektion vorgestellt, die bei Berührung Druck ausübt. Dazu kombinierte das Forscherteam um Takayuki Iwamoto die holografischen Projektionsschirme der Firma Provision mit dem Airborne Ultrasound Tactile Display (PDF), das virtuelle Objekte fühlbar macht.

Mit dem taktilen 3D-Hologramm lassen sich virtuelle Regentropfen erfühlen.

Das ganz ohne mechanische Komponenten funktionierende Ultraschallsystem, das die Japaner bereits auf der letztjährigen Siggraph vorstellten, nutzt die Druckwelle von Ultraschallsignalen aus. Sie ordneten dazu mehrere Signalgeber so an, dass sich die Wellen überlagern können, wodurch sie auf Hindernisse in der Luft akustischen Druck ausüben – Projektionen fühlen sich dadurch wie feste Objekte an. Die räumliche Verteilung des Drucks hängt vom Brennpunkt ab und kann über Phasenverzögerung und Amplitude der akustischen Wellen gesteuert werden. Die auf der diesjährigen Siggraph vorgestellte Variante (PDF) nutzt 324 Ultraschall-Wandler, die Resonanzfrequenz beträgt 40 kHz. Der Prototyp soll ausreichende Vibrationen mit bis zu 1 kHz erzeugen und im Brennpunkt einen Druck von 1,6 gf (0,0157 Newton) ausüben.

Die Position der berührenden Finger erkennen die Forscher mit Hilfe zweier WiiMotes: Der Mittelfinger der berührenden Hand trägt einen reflektierenden Marker, der von IR-LEDs beleuchtet wird. Die Signale der IR-Kameras in den Fernbedienungen der Spielekonsole werden zur Positionsbestimmung des Fingers im Raum ausgewertet. Berührt der Finger das 3D-Hologramm, das mit den akustischen Wellen überlagert wurde, kann der Anwender das virtuelle Objekt ertasten. In der Demonstration ließen die Forscher Regentropfen auf die Hand fallen und einen kleinen Elefanten über den Handrücken laufen – beide gut sichtbar und erfühlbar. (uk)

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