Les ingénieurs britanniques et japonais ont créé un affichage volumétrique basé sur la lévitation acoustique. Une petite boule est chargée d'afficher l'image qu'elle contient, qui est déplacée le long de la zone de travail par des émetteurs à ultrasons et éclairée par un projecteur à grande vitesse. De plus, l'appareil peut jouer des sons, ainsi que créer une réponse tactile lorsque l'utilisateur amène son doigt sur l'écran, expliquent les auteurs de l'article dans Nature.
Étant donné que la science-fiction utilise souvent des écrans volumétriques qui flottent dans l'air, les ingénieurs travaillent depuis longtemps à la création de telles technologies dans la vie réelle. En règle générale, les écrans volumétriques fonctionnent grâce aux effets optiques. Par exemple, parmi ces développements, on trouve l'écran à champ lumineux canadien pour la téléconférence et l'écran de bureau 3D américain, qui fonctionne grâce à une trame lenticulaire.
Cependant, ces technologies créent un effet de volume à l'intérieur de l'écran, mais ne donnent pas l'impression que l'image flotte dans l'air. Pour cet effet, les ingénieurs ont proposé il y a plusieurs années d'utiliser la lévitation acoustique. Cela fonctionne parce qu'un réseau de transducteurs à ultrasons crée des ondes stationnaires et des zones stables de basse et haute pression, capables de fixer de petits objets, tels que des billes de polystyrène. Les ingénieurs britanniques ont déjà utilisé cet effet, en fixant en l'air un réseau de boules pouvant tourner dans la couleur désirée vers l'observateur, ou en accrochant un petit morceau de tissu translucide sur lequel l'image est projetée.
Dans le nouveau travail, les ingénieurs dirigés par Sriram Subramanian de l'Université du Sussex ont créé un écran dans lequel une seule particule sphérique est capable de créer une image couleur tridimensionnelle en temps réel. Le dispositif est basé sur deux réseaux d'émetteurs ultrasoniques (16 par 16), situés en face l'un de l'autre: au-dessous et au-dessus de la zone de travail. Un projecteur LED est également monté sur la face supérieure du réseau d'émetteurs.
Le principe de fonctionnement de l'affichage repose sur le fait que l'appareil déplace rapidement la zone de pression réduite, dans laquelle la bille en polystyrène lévite, et l'illumine avec une couleur qui change en fonction de la position de la bille dans l'espace. Dans la démo, vous pouvez voir que l'écran vous permet de voir le nœud de tore et le papillon battre en temps réel. Des exemples plus impressionnants peuvent également être vus dans la vidéo, comme un modèle en lévitation de la Terre, mais ces images ont été prises à une vitesse d'obturation beaucoup plus lente et la personne est incapable de les voir à l'œil nu.
Des expériences ont montré que l'écran peut accélérer la balle jusqu'à 3,75 mètres par seconde en ligne droite et jusqu'à 0,75 mètre par seconde lorsqu'il dessine les détails des bords et des coins de l'image.
En plus d'afficher des images 3D, l'affichage est également capable de produire un son audible par une personne et de produire une réponse tactile. Pour cela, les paramètres sonores sur les émetteurs sont ajustés de telle sorte qu'en plus du piège principal utilisé pour faire léviter la bille, forment une autre zone avec une pression modifiée sur le côté de celle-ci. En y plaçant un doigt, l'utilisateur peut ressentir la réponse de l'écran.
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Les auteurs notent que les caractéristiques de l'image visible à l'œil nu, y compris la taille, peuvent être améliorées en utilisant un modèle de mouvement de particules plus précis ainsi qu'un projecteur plus lumineux. De plus, un modèle plus précis permettra d'allouer une plus grande fraction du cycle de service de l'émetteur au piège secondaire, et d'améliorer ainsi la réponse tactile.
Il existe une autre technologie pour créer une image volumétrique dans l'air, développée par des ingénieurs japonais. Ils suggèrent d'utiliser des émetteurs laser pour cela, qui créent des microgouttelettes de plasma incandescentes dans l'air. En déplaçant la zone luminescente, le dispositif prototype est capable de créer de petites figures volumétriques directement dans l'air, et vous pouvez les toucher avec votre doigt.
Grigory Kopiev