Esteiden rikkominen: Tee hologrammeista todella interaktiivisia

Aiemmin vain tieteiskirjallisuudessa nähtyjä hologrammeja on nyt onnistuneesti esitelty tutkijaryhmässä. Tiimi on itse asiassa luonut ensimmäisen kosketettavan kolmiulotteisen hologrammin.

Tämä läpimurto 3D-näyttötekniikassa on saavutettu Navarran julkisen yliopiston (UPNA) tutkijat, jotka mahdollistavat luonnollisen käden vuorovaikutuksen virtuaalisten esineiden kanssa käyttämällä joustavaa diffuusoria ja nopeita heijastuksia. Tutkimuksen johtavan kirjoittajan, tohtori Elodie Bouzbibin mukaan UPNA:sta:

"Se, mitä näemme elokuvissa ja kutsutaan hologrammeiksi, ovat tyypillisesti tilavuusnäyttöjä. Nämä ovat grafiikkaa, joka näkyy ilmassa ja voi katsella eri näkökulmista ilman tarvetta käyttää virtuaalitodellisuuslaseja (tai kuulokkeita).

Bouzbib kutsui näitä aitoja 3D-grafiikkaa "erityisen mielenkiintoisiksi", ja sanoi, että ne mahdollistavat "'come-and-interact” -paradigma.”Mitä tämä tarkoittaa että käyttäjä voi yksinkertaisesti lähestyä laitetta ja aloittaa sen käytön. Voit katsoa selittävän videon samasta aiheesta täältä:

Tällä tavalla uusin innovaatio tuo uraauurtavan muutoksen siihen, miten koemme hologrammeja, murtaa fyysisen ja virtuaalisen maailman väliset esteet ja johtaa aidosti interaktiivisten 3D-näyttöjen uuteen aikakauteen.

Virtuaalisen vuorovaikutuksen uusi aikakausi

Mielenkiintoista on, että tilavuusnäyttöjen prototyypit ovat jo kaupallisesti saatavilla markkinoilla.

Voxon Photonics on yksi sellaisista yrityksistä, jotka luovat interaktiivisia volyymihologrammeja käyttämällä VLED-tekniikkaa, joka On yhdistelmä grafiikankäsittelyohjelmistot, multipleksointi, pakkaus, siirto, spatiaalinen LED-matriisikuvan renderöinti ja palaute.    

Yrityksen tuotteisiin kuuluvat VX2, seuraavan sukupolven volumetrinen hologrammiteknologia, joka on yhteensopiva standardien 3D-tiedostomuotojen ja -työnkulkujen kanssa, sekä VX2-XL, joka tarjoaa paremman visuaalisen selkeyden ja suuremman näyttöalueen. ja se on suunniteltu kaupalliseen käyttöön.

Brightvox on toinen yritys, joka tarjoaa kuvantamisjärjestelmän, jonka avulla käyttäjät voivat nauttia 3D-virtuaalisisällöstä mistä tahansa kulmasta todellisessa tilassa.

Vaikka kaupallisia hologrammiprototyyppejä on jo olemassa, niitä ei ole todella sallii minkä tahansa suoraa vuorovaikutusta heidän kanssaan. Tämä sisältää mahdollisuuden työntää kädet ja tarttua siihen virtuaalisia esineitä.

Suora vuorovaikutus on ei muuta kuin luonnollinen tapa olla vuorovaikutuksessa virtuaalisten kokonaisuuksien kanssa. Tässä renderöity grafiikka eli tulostustila on linjassa vuorovaikutusalueen eli syöttötilan kanssa, aivan kuten olemme vuorovaikutuksessa oikeiden objektien kanssa todellisessa maailmassa. 

Näemme jo tämän tyyppistä vuorovaikutusta monikosketusnäytöissä, joissa painamme painikkeita sormella, jolloin voimme siirtää kuvakkeita tai kiertää objekteja, kuten miten tekisimme tosielämässä.

"Olemme tottuneet suoraan vuorovaikutukseen puhelimiemme kanssa, jolloin napautamme painiketta tai vedämme asiakirjaa suoraan sormella näytölle – se on luonnollista ja intuitiivista ihmisille."

– Johtava tutkija Asier Marzo

Volumetriset näytöt voivat antaa meille mahdollisuuden tehdä samoin tarjoamalla suurimman osan havaitsemistamme visuaalisista elementeistä todellisesta maailmastaNykyisillä teknologioilla emme kuitenkaan vielä pääse hologrammin sisään ja ole suoraan vuorovaikutuksessa sen kanssa. Ishayoiden opettaman virtuaalisia esineitä. Se on tähän asti.

Tämä tutkimus, , joka on osa InteVol-projektia, jonka painopiste on tilavuusnäyttöjen vuorovaikutusjärjestelmän kehittäminen ja toteuttaminen mahdollistaa käyttäjät voivat olla vuorovaikutuksessa luonnollisesti 3D-grafiikalla ja hyödyntää heidän luontaiset 3D-näön ja manipuloinnin kyvyt.

Todelliset 3D-näytöt muuttuvat Kaikki

In todellista maailmaammeKaikki on kolmiulotteista, ja siihen olemme tottuneet, mutta virtuaalimaailma ei toimi samalla tavalla. Näkömme tulkitsee ympärillämme olevaa tilaa, ja sitten käsillämme yksinkertaisesti tartumme esineisiin ja manipuloimme niitä haluamallamme tavalla. 

Toisin kuin tämä, 2D-näytöllä renderöity grafiikka tarjoaa meille okkluusiota (jossa yksi kohde estää toisen näkymistä ja sellaisenaan simuloi realismia virtuaalisissa näytöissä), varjoja ja etäisyys-kokosuhdetta, mutta ei voi näyttää konvergenssia, kiikarieroa ja polttopisteen mukautumista. 

Käytettävät laitteet, esim Päähän kiinnitettävät näytöt (HMD-näytöt), jotka näyttävät visuaalista tietoa suoraan käyttäjän silmiin, tarjoavat syvyysvihjeitä näyttämällä eri kuvia kummallekin silmälle. Tämä luo binokulaarista epäsuhtaa, mutta HMD-näytöt eivät yleensä tarjoa konvergenssia eivätkä tarkennuksen mukautumista, mikä tarkoittaa, että käyttäjät eivät voi tarkentaa oikein käsiinsä ja lähellä oleviin esineisiin. 

Kehittyneet HMD:t tutkivat parhaillaan katseenseurantaa tai holografisia lähikenttänäyttöjä tukeakseen näitä ominaisuuksia. 

Mutta siitä Tietysti silloinkin käyttäjän on käytettävä näyttöä, mikä rajoittaa yhden tai useamman käyttäjän mahdollisuuksia vain lähestyä järjestelmää ja alkaa käyttää sitä.

Todellinen 3D-näyttö tekee kuitenkin sen grafiikan voi katsoa eri näkökulmista. Tällaiset näytöt eivät pakota käyttäjää käyttämään mitään laitetta, mutta tarjoavat silti visuaalisia vihjeitä, joita 2D-näytöt eivät tarjoa.

Erilaisten 3D-tekniikoiden joukossa volumetriset näytöt ja hologrammit tarjoavat kaikki syvyysvihjeet. Kuten tutkimuksessa todettiin, tilavuusnäyttö on parempi kuin hologrammit, koska se lähettää valopisteitä tilavuuden jokaisesta kohdasta. Hologrammit puolestaan ​​aiheuttavat ongelmia, kuten leikkausta ja kiellettyjä geometrioita.

Nyt tilavuusnäytöt luokitellaan ensisijaisesti kolmella tavalla:

• Vankka
• pyyhkäisi
• Vapaa tila

Käyttäjä ei kuitenkaan voi työntää kättään näihin, koska virtuaalista kohdetta ei ole fyysisesti mahdollista koskettaa, sillä se lakkaa toimimasta, ja se voi myös vahingoittaa näyttöä tai käyttäjää. 

Tämän mahdollistamiseksi tutkijat ehdottivat nykyisten jäykkien diffuusorien korvaamista pyyhkäistyillä volumetrisilla näytöillä.

Napsauta tästä oppiaksesi kuinka holografinen 3D-tulostus voi antaa tutkijoille mahdollisuuden tulostaa ihmiskehon sisällä.

Kohti luonnollista, intuitiivista virtuaalista vuorovaikutusta

Volumetriset näytöt tekevät sen projisoi kuvia synkronisesti suurella nopeudella. Nämä kuvat projisoidaan nopeasti värähtelevälle levylle, Joka on kutsutaan diffuusoriksi. Kuvaprojektiot tapahtuvat eri korkeuksilla, mutta näkökykymme pysyvyys mahdollistaa niiden havaitsemisen kokonaisena kokonaisuutena.

Nyt ongelma on tässä Näissä näytöissä käytettävät optiset diffuusorit ovat yleensä jäykkiä. Kun ne joutuvat kosketuksiin käsiimme värähteleessään, diffuusorit voivat rikkoutua tai aiheuttaa meille vahinkoa. Sellaisenaan vuorovaikutusta on esitetty epäsuorasti joko näppäimistöllä tai 3D-hiirellä.

Mitä tutkijat sitten tekivät ratkaista tämä ongelma esiteltiin FlexiVol-konsepti. Euroopan tutkimusneuvoston (ERC) rahoittamassa tutkimuksessa käytettiin elastista diffuusoria paikallaan jäykästä. 

Volumetristen näyttöjen muokkaaminen elastisella optisella diffuusorilla mahdollistaa muodonmuutokset vahingoittamatta näyttöä tai vahingoittamatta käyttäjää. Tämä tarkoittaa, että käyttäjät voivat työntää kätensä renderöintitilavuuteen ja olla suoraan vuorovaikutuksessa spatiaalisesti päällekkäisen todellisen 3D-grafiikan kanssa. Tämä tarjoaa yhtenäisen tarkennuksen, mikä mahdollistaa paremman syvyyden havaitsemisen.

Tätä varten tutkijat testasivat eri materiaaleja niiden mekaanisten ja optisten ominaisuuksien suhteen. Elastaani, joka tunnetaan myös nimellä Spandex, Lycra tai Dorlastan, on yleisimmin käytetty materiaali elastisissa projektionäytöissä, joten sitä käytettiin myös tutkimuksen lähtökohtana.

Elastisten materiaalien haasteena on niiden elastisuus, mikä tarkoittaa, että ne aiheuttavat muodonmuutoksia ja vaativat sen seurauksena kuvan korjausta. Joten jatkuvan kalvon sijasta tiimi päätti käyttää 20 mm leveitä nauhoja, jotka sopivat sormeen. Joten kun käyttäjä työntää niitä, vain työnnettyinä olevat liuskat vääristyvät. 

Kaikki tutkimuksessa käytetyt kankaat laserleikattiin 200 × 20 mm2:n kokoisiksi suikaleiksi elastisen suuntansa suuntaisesti. Materiaalit, kuten silikoni, kovetettiin akryylilevyn päällä halutun paksuisella välikappaleella.

Testataan ihmisen reaktiota kosketettaviin hologrammeihin

Sen jälkeen arvioimiseksi suoritettiin käyttäjätutkimus FlexiVolin käytettävyys ja vertaa sitä suoraan vuorovaikutukseen 3D-hiirtä käyttäen.

Tähän arviointiin osallistui 18 osallistujaa, iältään 20–40 vuotta. Vain kahdella osallistujalla oli aikaisempaa kokemusta 3D-hiirestä, kun taas muutamalla oli peliharrastajia, joilla oli kokemusta joystickeistä. Kourallinen heistä (viisi) on visualisoinut sisältöä volyyminäytöllä, mutta he eivät koskaan olleet vuorovaikutuksessa sen kanssa 3D-hiiren kautta.

Käyttäjätutkimuksessa oli kolme tehtävää, Valinta, jäljitys ja telakointi, voidakseen arvioida FlexiVolin suunnittelutilan validiteetti. 

Tulokset osoittivat etusijalle heidän ulottuvuustekniikkaansa klo 89%, kun taas vain kaksi osallistujaa valitsi 3D-hiiren ehdon. Yli puolet osallistujista huomautti spontaanisti, että tuntui "helppommalta ja luonnollisemmalta olla vuorovaikutuksessa sormillaan". 

Kun siitä kysyttiin, neljä osallistujaa sanoi, että se oli "intuitiivisempaa", ja kaksi muuta lisäsivät, että olemme enemmän "tottuneet olemaan vuorovaikutuksessa käsillämme". Useimmat osallistujat pitävät sitä vastoin hauskaa päästä käsiksi diffuusorin sisään.

Mitä tulee mahdollisiin pelkoihin, kaikki kokivat sen aiheuttavan heille tietynlaisia ​​tunteita – loukkaavan ja aiheuttavan epämukavuutta – mutta eivät kuitenkaan tehneet niin. Itse asiassa lähes kaikki osallistujat mainitsivat vuorovaikutuksen pehmeyden, joka oli ristiriidassa heidän alkuperäisen käsityksensä kanssa siitä, että se oli vaikeaa.

Käyttäjätutkimus paljasti lisäksi, että kaikki osallistujat yhtä lukuun ottamatta uskoivat heihin oli parempi suorituskyky tehdessään tehtäviä käsin. Vain kuusi tuntui enemmän tarkka 3D-hiirellä, ja kaksitoista tunsivat itsevarmuutta käsiään käytettäessä.

Vaikka valmistumisaika oli huomattavasti lyhyempi kattavuusmenetelmällä kuin 3D-hiirellä, tutkimuksessa havaittiin kompromissi valmistumisajan ja tarkkuuden välillä. 

Näyttöjen tuolla puolen: FlexiVolin futuristinen vaikutus

Mitä tulee käyttötapauksiin, osallistujat olivat kiinnostuneita käyttämään sitä 3D-suunnitelmien visualisoimiseen ja yhteistyöhön ystävien kanssa sekä lääketieteellisiin tarkoituksiin, kuten leikkaukseen, elokuvaeditointiin ja pelien pelaamiseen. Osallistujat mainitsivat myös haluavansa laittaa koko kätensä volyymiin ja tarttua esineeseen.

Toistaiseksi joustava hajotin on mahdollistanut tiimille uusien 3D-grafiikan vuorovaikutustapojen esittelyn — virtuaalisten objektien luonnollisen tarttumisen ja käsittelyn. Esimerkiksi virtuaalista objektia, kuten kuutiota, voi tarttua etusormen ja peukalon väliin ja liikuttaa sitä. Tiimi totesi:

"Näytöt, kuten näytöt ja mobiililaitteet, ovat läsnä elämässämme työskentelyä, oppimista tai viihdettä varten. Niissä on kolmiulotteinen grafiikka, joka voidaan suoraan manipuloida on sovelluksia koulutuksessa – esimerkiksi moottorin osien visualisointiin ja kokoamiseen.”

Tämän innovaation ansiosta useat käyttäjät voivat toimia yhteistyössä ilman virtuaalitodellisuuskuulokkeita. Todellisessa maailmassa, nämä tilavuusnäytöt voivat erityisesti olla hyödyllinen museoissa, joissa vierailijat voivat lähestyä sisältöä ja olla vuorovaikutuksessa sen kanssa.

Mitä tulee rajoituksiin, tutkimuksessa mainitaan tarve pidemmällä aikavälillä väsymys- ja kulumistestit, edistyneiden materiaalien testaus kaupalliseen FlexiVol-laitteeseen, ergonomisempi layout tuo alas fyysinen kysyntä ja näytön koon ja resoluution parantaminen. 

Tulevassa työssään keskitytään puolestaan ​​elastisten kierukkamaisten diffuusorien suunnitteluun käyttäen adaptiivista renderöintialgoritmia, joka mukauttaa projektiota käyttäjän kosketuksen mukaan, lisäämällä haptisia teknologioita tuntopalautteen tarjoamiseksi koko tilavuuteen sekä ottamalla käyttöön mahdollisuuden lisätä muita objekteja näyttötilavuuteen ja renderöidä grafiikkaa niiden ympärille.

Kaiken kaikkiaan tutkijat "uskovat, että tämä yksinkertainen mutta merkittävä tilavuusnäyttöjen parannus luo uusia mahdollisuuksia tutkia volumetristen näyttöjen ainutlaatuisia etuja ja suoraa tavoittamatonta vuorovaikutusta."

Innovatiiviset yritykset

Immersion Corporation (IMMR )

Kentällä 3D-näyttötekniikkaa, lisättyä todellisuutta (AR) ja virtuaalitodellisuutta (VR), on useita yrityksiä, jotka auttavat edistämään tilaa. 

Esimerkiksi teknologiajätit pitävät Meta-alustat (META ) ja omena (AAPL ) tekevät tämän Oculus- ja Vision Pro -kuulokkeiden kautta. Microsoft Corporation (MSFT ) investoi myös volyyminäytöksiin Alphabet Inc. (GOOGL ) on mukana 3D-visualisoinnissa, ARCoressa ja virtuaalisissa kokemuksissa.

Tänään me puhua Immersion Corporation, joka on erikoistunut haptiikkateknologiaan että Sen avulla käyttäjät voivat saada kosketuksen kautta kosketettavissa olevaa palautetta, ja sitä käytetään yleisesti puettavissa laitteissa, autojärjestelmissä, peleissä ja VR:ssä käyttökokemuksen parantamiseksi. 

Haptiikkateknologia on kasvava markkina, jonka ennustetaan kasvavan 3.30 miljardista dollarista vuonna 2024 yli 9 miljardiin dollariin vuoteen 2032 mennessä.

Immersion kehittää ja lisensoi erilaisia ​​ohjelmistoja ja immateriaalioikeuksia, jotka hyödyntävät täysin käyttäjien tuntoaistia digitaalisia laitteita käytettäessä. Sen segmentteihin kuuluvat Immersion ja Barnes & Noble Education. Sen kohdesovelluksia ovat puettavat laitteet, mobiililaitteet, virtuaali- ja lisätty todellisuus, konsolipelit, autoteollisuus ja lääketiede. 

Yrityksen tarjoamia tuotteita ovat mm TouchSense-tekniikka, joka optimoi toimilaitteet ja haptisen ohjainpiirin suorituskyvyn parantamiseksi, Active Sensing Technology vie haptiikan uudelle tasolle liiketunnistuksen ja älykkään ohjaustekniikan avulla sekä Kinesthetic- ja Force Feedback -teknologian uusien käyttökokemusten luomiseksi. 

Immersionin tavoitteena on mahdollistaa kosketus kaikkialla digitaalisessa maailmassa. Tällä hetkellä yli 3 miljardia laitetta käyttää sen tekniikkaa yli 150 lisensoitua asiakasta.

Vain viimeinen vuonna yhtiö allekirjoitti lisenssisopimukset kolmen jättiläisen kanssa. sisään HelmikuuImmersion ilmoitti, että se on allekirjoittivat lisenssin Metan kanssa auttaakseen heitä toimittamaan korkealaatuisia haptiikkaa laitteissaan. Sopimuksen mukaan Immersion asettaa patenttinsa Mark Zuckerbergin yrityksen ja sen tytäryhtiöiden laitteisto-, ohjelmisto-, VR- ja pelituotteiden saataville.

Tämä seurasi uusimista sen lisenssi Nintendon kanssa jatkaaksesi tehdä Immersionin patentit videopeliyhtiön ja sen tytäryhtiöiden saatavilla. Toukokuussa Viime vuonna haptista teknologiaa kehittävä yritys uusi myös lisenssin Samsung Electronicsin kanssa jatkaakseen eteläkorealaisen monikansallisen kulutuselektroniikkayrityksen laitteiden vuorovaikutuksen ja ohjelmistokokemusten parantamista korkealaatuisen kosketuspalauteteknologiansa avulla.

Immersion Corporationin markkina-arvo on 240 miljoonaa dollaria, ja sen osakkeiden hinta kirjoitushetkellä oli 7.41 dollaria, mikä on yli 15 % laskua vuoden alusta. Yhtiön osakekohtainen tulos (TTM) on 2.06, P/E (TTM) 3.60 ja oman pääoman tuotto (TTM) 33.11 %. Yhtiö maksaa osinkoa 2.43 %.

Maaliskuussa se raportoi vuoden 2025 kolmannen neljänneksen taloudelliset tulokset. sen mukaan kokonaistulot olivat $ 474.8 euroa in kolme kuukautta, jotka päättyivät 31.

GAAP:n mukainen nettotulos (tappio) oli 15.5 miljoonaa dollaria eli 0.47 dollaria laimennettua osaketta kohden, ja ei-GAAP-netto (tappio) oli 20.8 miljoonaa dollaria eli 0.63 dollaria laimennettua osaketta kohden. Samaan aikaan GAAP-toimintakulut olivat 79.6 miljoonaa dollaria ja ei-GAAP-toimintakulut 74.2 miljoonaa dollaria.

Tänä aikana yhtiö palautti yli 9 miljoonaa dollaria osakkeenomistajilleen osinkojen ja osakkeiden takaisinostoin.

"Immersion veti vahvaa taloudellista kehitystä vuosineljänneksellä. Olemme edelleen laser fokusoitu liiketoimintamme rakentamisessa ja pitkän aikavälin omistaja-arvon luomisessa."

– Toimitusjohtaja Eric Singer

Viime kesänä yhtiö osti 42 % Barnes & Noble Education (BNED )puolestaan ​​saamalla määräysvallan yrityksessä Immersionin nimittämien viiden hallituksen jäsenen kautta. Tämä tehtiin yrityksenä laajentaa liiketoimintaansa ja monimuotoisuuttaan koulutussektorilla. 31. tammikuuta 2025 Immersionin omistusosuus oli laskenut 32.3 prosenttiin kirjakaupan kantaosakkeiden lisäansioiden vuoksi määräysvallattomille osakkeenomistajille.

Viimeisin Immersion Corporationista

Yhteenveto 

Hologrammit ovat olleet tieteisfiktiota pisimpään, ja vaikka useita yrityksiä on tehty it todellisuus, suora vuorovaikutus it ei ole vielä saavutettu. Antamalla käyttäjille mahdollisuuden luonnollisesti koskettaa ja käsitellä virtuaalisia objekteja, kosketettavat hologrammit voivat auttaa meitä ottaa muuttava harppaus passiivisista 3D-näytöistä todella interaktiivisiin kokemuksiin.

Joten FlexiVol-tutkimus, jonka kyky mahdollistaa suorat kontaktivuorovaikutukset, siirtää virtuaalisten rajapintojen rajoja sekä todistaa elastisten diffuusorien käyttökelpoisuuden turvalliseen ja luonnolliseen käsien vuorovaikutukseen.

Tämä tilavuusnäyttö pohjimmiltaan luo perustan uudelle 3D-vuorovaikutussuunnittelun standardille, vaikka materiaalien, haptiikan ja mukautuvan renderöinnin lisäkehitystä tarvitaankin, jotta tämä kaupallinen toiminta ja luovuuden, koulutuksen ja yhteistyön uudelleen määrittely. Tehokkailla sovelluksilla koulutuksessa, viihteessä, lääketieteessä ja muualla tämä evoluutio esittelee mahdollisuudet yhdistää digitaalinen ja fyysinen maailma saumattomasti kuin koskaan ennen.

Napsauta tätä nähdäksesi luettelon suosituimmista lisätyn todellisuuden (AR) ja virtuaalitodellisuuden (VR) osakkeista.