Interaktive Hologramme: Science-Fiction wird Realität
Berührbare 3D-Hologramme: Der nächste Schritt in der Mensch-Maschine-Interaktion
Die Vorstellung, virtuelle Objekte in der Luft zu berühren, war lange Zeit Science-Fiction. Doch Forscher der Universidad Pública de Navarra (UPNA) haben nun einen bedeutenden Durchbruch erzielt: Sie entwickelten ein 3D-Display, das es ermöglicht, schwebende Hologramme mit bloßen Händen zu manipulieren. Diese Technologie könnte die Art und Weise, wie wir mit digitalen Inhalten interagieren, revolutionieren.
Quelle: https://www.unavarra.es/home
Ein neues Zeitalter der Holografie
Dr. Elodie Bouzbib und ihr Team, bestehend aus Iosune Sarasate, Unai Fernández, Manuel López-Amo, Iván Fernández, Iñigo Ezcurdia und Asier Marzo, haben ein System entwickelt, das echte 3D-Grafiken in der Luft erzeugt. Diese sogenannten volumetrischen Displays projizieren Bilder auf eine schnell schwingende, elastische Membran, wodurch der Eindruck eines dreidimensionalen Objekts entsteht, das aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden kann – ganz ohne VR-Brille.
Im Gegensatz zu bestehenden Systemen wie denen von Voxon Photonics (https://www.voxon.co/) oder Brightvox Inc., die lediglich visuelle Darstellungen bieten, ermöglicht das UPNA-System eine direkte Interaktion mit den Hologrammen. Benutzer können virtuelle Objekte greifen, drehen und bewegen, ähnlich wie sie es von Touchscreens gewohnt sind.
Technologie hinter den berührbaren Hologrammen
Das Herzstück des Systems ist ein elastischer Diffusor, der mit hoher Geschwindigkeit (2.880 Bilder pro Sekunde) Bilder projiziert bekommt. Durch die Persistenz des Sehens entsteht für den Betrachter der Eindruck eines festen, dreidimensionalen Objekts.
Ein zentrales Problem bisheriger Systeme war die Verwendung starrer Diffusoren, die bei Berührung beschädigt werden oder Verletzungen verursachen konnten. Das UPNA-Team ersetzte diesen durch einen elastischen Diffusor, der sich bei Berührung verformt, ohne zu brechen. Allerdings erforderte dies eine komplexe Bildkorrektur, um die durch die Verformung entstehenden Verzerrungen auszugleichen.
Anwendungsbereiche und Potenzial
Die Möglichkeit, Hologramme direkt zu manipulieren, eröffnet vielfältige Einsatzmöglichkeiten:
- Bildung: Studierende könnten komplexe Strukturen wie Moleküle oder Maschinenbauteile in 3D betrachten und interaktiv erkunden.
- Medizin: Chirurgen könnten vor Operationen anatomische Modelle untersuchen und Eingriffe planen.
- Museen: Besucher könnten Exponate virtuell anfassen und aus verschiedenen Perspektiven betrachten, ohne physische Objekte zu beschädigen.
- Design und Architektur: Designer könnten Prototypen in 3D erstellen und direkt bearbeiten, was den Entwicklungsprozess beschleunigt.
Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der Zusammenarbeit: Mehrere Benutzer können gleichzeitig mit dem Hologramm interagieren, ohne spezielle Ausrüstung wie VR-Headsets zu benötigen.
Wissenschaftliche Grundlagen und aktuelle Forschung
Die Entwicklung des UPNA-Teams steht im Einklang mit den neuesten Erkenntnissen der Mensch-Computer-Interaktion (MCI), einem interdisziplinären Feld, das sich mit der Gestaltung benutzerfreundlicher Technologien beschäftigt. Ziel ist es, die Interaktion zwischen Mensch und Maschine so intuitiv und effizient wie möglich zu gestalten.
Ein zentrales Konzept in der MCI ist die Nutzung natürlicher Interaktionen, wie das Greifen oder Zeigen, um die Benutzerfreundlichkeit zu erhöhen. Studien haben gezeigt, dass solche intuitiven Gesten die Effizienz und das Verständnis komplexer Informationen verbessern können .
Darüber hinaus gewinnt die Bedeutung von taktilem Feedback in virtuellen Umgebungen zunehmend an Aufmerksamkeit. Haptische Rückmeldungen, wie sie durch Vibrationen oder andere physische Reize erzeugt werden, können das Gefühl der Präsenz und die Immersion in virtuellen Welten erheblich steigern.
Quelle: https://magazine.polytec.com/de/laservibrometrie-fuer-realistisches-haptisches-feedback
Die Kombination dieser Erkenntnisse mit der innovativen Technologie des UPNA-Teams, insbesondere der Verwendung eines elastischen Diffusors für berührbare 3D-Hologramme, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der MCI dar. Sie ermöglicht eine natürlichere und intuitivere Interaktion mit digitalen Inhalten, was sowohl die Benutzererfahrung verbessert als auch neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.
Fazit
Die Entwicklung berührbarer 3D-Hologramme markiert einen bedeutenden Schritt in der digitalen Interaktion. Durch die Kombination von visuellen und taktilen Elementen entsteht ein immersives Erlebnis, das weit über bisherige Technologien hinausgeht. Mit Anwendungen in Bildung, Medizin, Design und Unterhaltung könnte diese Innovation unsere Interaktion mit digitalen Inhalten grundlegend verändern.
