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Echtes 3-D-Display: Bilder aus einer Perle

Mit Hilfe von Ultraschall-Lautsprechern haben Wissenschaftler ein Display à la »Star Wars« entwickelt: Es zeigt Bilder, die im freien Raum schweben.
Echtes 3-D-Display Bilder aus einer Perle

Veröffentlicht am: 14.11.2019

Laufzeit: 0:02:07

Sprache: deutsche UT

Bilder und Videos, die frei im Raum schweben – dreidimensional, berührbar und mit Ton: Wissenschaftler um Ryuji Hirayama von der University of Sussex wollen 3-D-Displays wie in Sciencefiction-Filmen Wirklichkeit werden lassen. In einem Artikel im Fachjournal »Nature« entwerfen sie einen Prototyp, der auf einem Raum von zehn Zentimetern bunte Formen, flatternde Schmetterlinge oder ganze Weltkugeln entstehen lassen kann, die man aus allen Richtungen in drei Dimensionen sehen kann.

Je 16 mal 16 Ultraschall-Lautsprecher oben und unten bringen in ihrem Fokus eine kleine weiße Kugel von zwei Millimeter Durchmesser zum Schweben. Während frühere Schall-»Pinzetten« kleine Objekte lediglich an Ort und Stelle hielten oder langsam von Punkt zu Punkt schweben ließen, führt Hirayamas Kugel einen rasanten Tanz auf. Noch mitten in der Bewegung berechnet das Display ein neues Ziel und beschleunigt die Kugel ohne Zwischenstopp in diese Richtung. Über 30 Stundenkilometer schafft sie damit – so schnell, dass die nur einige Zentimeter kleinen Bilder in weniger als einer Zehntelsekunde entstehen und das menschliche Auge die Bewegung nicht mehr wahrnimmt. Im Licht der roten, grünen und blauen LEDs, die von allen Seiten Farben und Muster projizieren, erscheint die Flugbahn der Kugel als ein durchgängiges Bild.

Noch etwas unterscheidet Hirayamas 3-D-Display von seinen Vorgängern: Nutzer sehen virtuelle Inhalte nicht nur, sondern hören und fühlen sie auch. An einem zweiten Fokuspunkt – zum Beispiel der Position eines Fingers – erzeugen 250-Hertz-Schallwellen spürbare Vibrationen. Die Lautsprecher geben zusätzlich zum Ultraschall auch für Menschen wahrnehmbare Töne wieder. Der Prototyp kann mehrere Kugeln auf einmal tanzen lassen und das Bild aus Licht mit dem Objekt, das sie dabei zeichnen, mitbewegen. Dabei müssen die Forscher zu jedem Zeitpunkt genau erfassen, wo die Kugeln sich befinden.

Trotzdem steckt ihre Technologie noch in den Kinderschuhen. Bislang kann das 3-D-Display nur vergleichsweise kleine und einfache Muster darstellen. Auch Berührungen aus allen Richtungen sind noch nicht möglich: Schon eine falsche Handbewegung kann die Schallwellen stören und die Kugel aus dem Gleichgewicht bringen.

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