Gefühlsechte Bilder
Holografisch erzeugte Gegenstände hinterlassen spürbare Eindrücke.
Physik Journal – Holografisch erzeugte Gegenstände hinterlassen spürbare Eindrücke.
Digitale Projektionen, die sich haptisch erfahren lassen, würden den Umgang mit 3D-Simulationen oder Computerspielen revolutionieren, weil sie dem Menschen eine neue Wahrnehmungsebene erschließen. Eine Arbeitsgruppe der Universität Tokio um Hiroyuki Shinoda hat kürzlich ein taktiles Display vorgestellt, das einfache Berührungseindrücke vermitteln kann.
Abb.: Die holografisch erzeugten Regentropfen fallen spürbar auf die Hand.
(Bild: Universität Tokio)
Das System besteht aus einem kommerziellen holografischen Display, das mithilfe eines konkaven Spiegels ein dreidimensionales Bild in die Luft projiziert. Damit beim Berühren des Bildes ein haptischer Eindruck entsteht, erzeugen die Forscher ein Ultraschallfeld mittels Wellenfeldsynthese. Dieses räumliche Audiowiedergabeverfahren beruht auf dem Huygens-Prinzip und schafft eine virtuelle akustische Umgebung, bei welcher der Zuhörer unabhängig von seiner Position den Eindruck hat, die Wellenfronten kämen von einem Punkt.
Der Display-Prototyp nutzt dazu 324 Ultraschall-Transducer, deren Phasenverzögerungen und Amplituden individuell gesteuert werden. Dabei entsteht ein Brennpunkt, der sich im Raum verschieben lässt. Trifft der Ultraschall auf die Hand, wird er reflektiert und übt dabei eine minimale Kraft von etwa einem Hundertstel Newton aus. Der Brennpunkt des Ultraschallfeldes ist 20 mm groß. Die Druckschwankungen bleiben bis zu 1 kHz ausreichend gefühlsecht.
Um 3D-Bild und Ultraschallfeld miteinander in Einklang zu bringen, verfügt der Prototyp der Japaner über zwei Fernbedienungen der Spielekonsole Wii, die über Infrarot-LED und -kamera die Position der Hand ermitteln. Ein Retroreflektor an der Spitze des Mittelfingers garantiert ein ausreichend starkes Messsignal.
Michael Vogel
Quelle: Physik Journal, August/September 2009, S. 17
AH/KP
