S hologramy již lze i manipulovat
Výzkumný tým z italské UPNA (Public University of Navarra) vedený doktorkou Elodie Bouzbibovou poprvé uspěl při zobrazování třírozměrné grafiky a v rámci projektu InteVol financovaného Evropskou výzkumnou radou (ERC) vytvořil unikátní hologramy, které lze uchopit a manipulovat s nimi.
Výsledky své práce představili výzkumníci koncem dubna v japonské Jokohamě na konferenci CHI 2025. A jak říká doktorka Elodie Bouzbibová: „To, co vidíme ve filmech a nazýváme hologramy, jsou tzv. volumetrické displeje. Jde o prostorovou grafiku, která se objevuje ve vzduchu a lze ji prohlížet z různých úhlů bez nutnosti nošení brýlí pro virtuální realitu. Říká se jí skutečná 3D grafika.“
Komerční prototypy volumetrických displejů sice již existují (např. produkty firem Voxon Photonics nebo Brightvox), ale žádný z nich neumožňuje přímou interakci s hologramy spočívající v možnosti vložit ruce k uchopení a přetažení virtuálních objektů.
Standardní metodou interakce s hologramem nebo jiným 3D prostorem je obvykle speciální, extrémně přesná 3D myš, která je však bez praxe nepříliš rychlá. „Jsme ale zvyklí na přímou interakci s našimi telefony, kdy klepeme na tlačítko nebo přetahujeme dokument prstem po obrazovce – pro lidi je to přirozené a intuitivní. Tento projekt nám umožňuje přirozenou interakci s 3D grafikou k využití našich vrozených schopností 3D vidění a manipulace,“ uvedl další z členů výzkumného týmu Asier Marzo.
Změna tuhého difuzoru za FlexiVol
Volumetrické displeje mají rychle oscilující vrstvu zvanou difuzor, která se pohybuje tak rychle, že je pro lidské oko téměř nepostřehnutelná. Na ni jsou promítány obrazy synchronně vysokou rychlostí (2880 obrazů za sekundu!), přičemž díky perzistenci vidění (setrvání obrazu po určitý okamžik v našem oku) jsou obrazy promítané na difuzor v různých výškách vnímány jako celistvý objekt.
Difuzor je obvykle tuhý a pokud se během oscilace dostane do kontaktu s naší rukou, může se zlomit nebo způsobit zranění. Takže v okamžiku, kdy se pokusíte s hologramem interagovat, můžete přijít o prst nebo stroj úplně rozbít. Aby vědci tento problém vyřešili, nahradili po testování optických a mechanických vlastností různých materiálů tuhý difuzor elastickým. Jenže elastické materiály se zase deformují, což vyžaduje korekci obrazu. I to se však podařilo zvládnout. Tým kvůli elasticitě a hysterezi (zachování původního tvaru po natažení) a optickým vlastnostem testoval mnoho iterací, materiálů i typů proužků, od projekční plochy až po silikon. Jako nejvhodnější materiál pro vytvoření svého systému nazvaného FlexiVol si vybrali tzv. elastické pásky, ale blíže nespecifikovali, o jaký typ jde.
Interakce s 3D grafikou
Výsledkem je inovace, která nabízí zcela nové způsoby interakce s 3D grafikou a umožňuje uživatelům přirozeně uchopovat a manipulovat s virtuálními objekty, jako je např. uchopení krychle mezi prsty pro její pohyb a otáčení nebo simulace chůze nohou po povrchu pomocí ukazováčku a prsteníčku.
„Displeje, jako jsou obrazovky a mobilní zařízení, jsou v našich životech přítomny pro práci, učení nebo zábavu. Trojrozměrná grafika, se kterou lze přímo manipulovat, má uplatnění ve vzdělávání, např. pro vizualizaci a sestavování částí motoru. Navíc může více uživatelů spolupracovat bez nutnosti použití headsetů pro virtuální realitu,“ vysvětluje Elodie Bouzbibová.
Jan Tax
Foto: Public University of Navarra
68
