Lielbritānijas un Japānas inženieri ir izveidojuši tilpuma displeju, kura pamatā ir akustiskā levitācija. Par attēla parādīšanu tajā ir atbildīga neliela bumbiņa, kuru ultraskaņas izstarotāji pārvieto pa darba zonu un apgaismo ar ātrgaitas projektoru. Turklāt ierīce var atskaņot skaņas, kā arī radīt taustes reakciju, kad lietotājs pieliek pirkstu displejam, saka raksta autori žurnālā Nature.
Tā kā zinātniskā fantastika bieži izmanto apjoma displejus, kas peld gaisā, inženieri jau sen strādā pie šādu tehnoloģiju radīšanas reālajā dzīvē. Parasti skaļuma ekrāni darbojas optisko efektu dēļ. Piemēram, starp šādām izmaiņām ir Kanādas gaismas lauka ekrāns telekonferencēm un amerikāņu 3D darbvirsmas ekrāns, kas darbojas, pateicoties lēcveida rastram.
Tomēr šādas tehnoloģijas rada skaļuma efektu ekrāna iekšpusē, bet nerada iespaidu, ka attēls peld gaisā. Šim efektam inženieri pirms vairākiem gadiem ieteica izmantot akustisko levitāciju. Tas darbojas tāpēc, ka ultraskaņas devēju bloks rada stāvošus viļņus un stabilus zema un augsta spiediena apgabalus, kas spēj fiksēt mazus priekšmetus, piemēram, polistirola bumbiņas. Britu inženieri šo efektu jau ir izmantojuši, gaisā fiksējot bumbiņu masīvu, kas vērstajā krāsā var vērsties novērotāja virzienā, vai pakarinot nelielu caurspīdīgu auduma gabalu, uz kura attēls tiek projicēts.
Jaunajā darbā inženieri Sasema Universitātes Sriram Subramanian vadībā ir izveidojuši ekrānu, kurā viena sfēriska daļiņa spēj reāllaikā radīt trīsdimensiju krāsu attēlu. Ierīces pamatā ir divi ultraskaņas izstarotāju bloki (16 līdz 16), kas atrodas viens otram pretī: zem un virs darba zonas. Izstarotāju bloka augšējā pusē ir uzstādīts arī LED projektors.
Displeja darbības princips ir balstīts uz faktu, ka ierīce ātri pārvieto samazinātā spiediena apgabalu, kurā polistirola bumba izplūst, un apgaismo to ar krāsu, kas mainās atkarībā no bumbiņas stāvokļa telpā. Demonstrācijā var redzēt, ka displejs ļauj reālā laikā redzēt toru mezglu un tauriņa plivināšanu. Videoklipā var redzēt arī iespaidīgākus piemērus, piemēram, Zemes modeli, tomēr šie kadri tika uzņemti ar daudz mazāku slēdža ātrumu un cilvēks tos nevar redzēt ar neapbruņotu aci.
Eksperimenti parādīja, ka displejs var paātrināt bumbiņu līdz 3,75 metriem sekundē pa taisnu līniju un līdz 0,75 metriem sekundē, kad tas attēlā apvelk malas un stūra detaļas.
Papildus 3D attēlu parādīšanai displejs spēj radīt arī cilvēkam dzirdamu skaņu un radīt taustes reakciju. Šim nolūkam emitētāju skaņas parametrus noregulē tā, lai papildus galvenajam slazdam, ko izmanto bumbiņas palaišanai, veidotu vēl vienu zonu ar mainītu spiedienu tās pusē. Ievietojot tajā pirkstu, lietotājs var sajust ekrāna reakciju.
Reklāmas video:
Autori atzīmē, ka ar neapbruņotu aci redzamā attēla īpašības, ieskaitot izmēru, var uzlabot, izmantojot precīzāku daļiņu kustības modeli, kā arī spilgtāku projektoru. Turklāt precīzāks modelis ļaus lielāku daļu emitētāja darba cikla sadalīt sekundārajā slazdā un tādējādi uzlabot taustes reakciju.
Japāņu inženieru izstrādātā tehnoloģija gaisā esoša tilpuma attēla izveidošanai ir vēl viena. Viņi ierosina šim nolūkam izmantot lāzera izstarotājus, kas gaisā rada kvēlojošus plazmas mikroviļņus. Pārvietojot kvēlošanas zonu, ierīces prototips spēj radīt nelielas tilpuma figūras tieši gaisā, un jūs varat tām pieskarties ar pirkstu.
Grigorijs Kopijevs