Imagine un mundo donde los datos bidimensionales podrían moverse y manipularse en un entorno tridimensional. En la sala del hospital, por ejemplo, un médico puede ver, manipular y experimentar visualmente el escaneo cerebral de resonancia magnética de un paciente, o un ingeniero de construcción puede proyectar una infraestructura recientemente diseñada para que los inversores puedan caminar por planos.
En lugar de simplemente ver datos o información bidimensional en una pantalla, un usuario puede interactuar directamente con un objeto, girarlo y visualizarlo mejor en su estructura completa.
“Ahora estamos en un mundo donde hay una enorme cantidad de datos 3D, pero actualmente solo hay un número limitado de formas de verlo”, dice Michael Boveun investigador independiente e inventor de 3D Muestras que con frecuencia trabajan con el MIT.
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Holograma versus pantallas volumétricas
Dos tecnologías modernas prometen proporcionar exactamente eso: pantallas volumétricas y hologramas. Aunque los dos términos se usan comúnmente indistintamente, son tecnologías muy diferentes, dice Bove.
“Un holograma es algo que usa difracción para crear un campo de luz en el aire, mientras que una pantalla volumétrica tiene puntos de luz en el aire, generalmente al tener un dispositivo mecánico con una pantalla móvil para proyectar o una variedad de LED que se mueven hacia arriba y hacia abajo en el espacio”, dice Bove.
Al brillar un fino patrón de difracción, un holograma crea un campo de luz en el espacio y muestra imágenes tridimensionales similares a verlas a través de una ventana. Las pantallas volumétricas, sin embargo, muestran puntos de luz provenientes de cada posición dentro de un volumen para representar imágenes tridimensionales que se pueden observar directamente.
“Lo que vemos en las películas, y se llama holograma, es más precisión una pantalla volumétrica”, dice informática científica Asier Marzo.
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Manipulación de gráficos 3D
Marzo es el coautor de un nuevo estudio Eso, por primera vez, describe las pantallas volumétricas, referidas coloquialmente como hologramas, que muestran gráficos tridimensionales en el aire que los usuarios pueden manipular en tiempo real.
Las pantallas volumétricas usan una hoja oscilante rápida conocida como difusor que proyecta sincrónicamente casi 3.000 imágenes por segundo. Estas imágenes individuales crean un “volumen” o pantalla completo. Sin embargo, los difusores ópticos suelen ser rígidos y no “permiten la interacción directa”, según los investigadores.
“El difusor de una pantalla volumétrica rebota en la luz proyectada; es la pantalla de proyección donde se ven los gráficos. Este difusor oscila muy rápidamente, y debido a la persistencia de la visión, los gráficos aparecen en un volumen”, dice Marzo.
“Un difusor elástico puede deformarse y volver a su forma original, por lo que si las manos entran dentro del volumen donde oscila, el difusor se deformará alrededor de la mano sin dañarlo y volver a su forma original cuando se retira la mano”.
Dado que el difusor se corta en tiras y oscila a alta velocidad, no se enreda alrededor de los dedos, incluso cuando la mano se desliza.
La nueva tecnología, Flexivol, emplea difusores elásticos que permiten a los usuarios interactuar directamente con contenido tridimensional “verdadero” dentro del volumen de visualización. Los gráficos en Flexivol proporcionan las señales de profundidad de los objetos reales a través de la disparidad binocular (diferentes imágenes para cada ojo) y el alojamiento de enfoque (visión borrosa de lo que no está en foco).
“Sin tener que usar dispositivos, el contenido 3D verdadero aparece como pantallas volumétricas proyectadas en el aire que pueden observar varias personas desde diferentes ángulos”, dice Marzo.
Empujando límites con flexivol
Los usuarios no toman literalmente el objeto tridimensional, pero el efecto se da a través de una técnica de imagen. El dispositivo detecta dónde están los dedos de una persona y anticipa sus movimientos, adaptándose a lo que la persona está haciendo.
“Es natural ver un objeto en el espacio y quiere alcanzarlo y agarrarlo. Esta tecnología le permite hacerlo”, dice Bove, quien no estuvo involucrado en el estudio. “Pero no es lo mismo que si estuvieras sosteniendo algo y moviéndolo”.
Y debido a que no hay necesidad de gafas especiales o auriculares, Flexivol proporciona una experiencia compartida entre las personas, lo que empuja aún más los límites de la innovación científica. La visualización quirúrgica o la ingeniería estructural son solo dos campos que pueden emplear la tecnología en un entorno comercial o de aprendizaje.
Por otra parte, Bove agrega que las pantallas volumétricas son “simplemente divertidas” y se pueden usar en la industria del entretenimiento, desde películas hasta videojuegos.
Flexivol y otras tecnologías como él usan una interfaz gestual, lo que significa que una persona puede entrar y “empujarlo” y mover algunas cosas, pero no necesariamente sienten nada. Una interfaz háptica, por otro lado, permite a una persona sentir algo cuando pone su mano en la pantalla, y eso no es tradicionalmente compatible con una pantalla volumétrica.
Marzo dice que su equipo planea agregar sensaciones táctiles para que el usuario “sienta” la temperatura o la presión al interactuar con la pantalla volumétrica, y permitir que las pantallas más grandes sean accesibles desde los lados y la parte superior.
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