Воздушный шарик превратили в интерактивный экран

Японские инженеры создали осязаемый интерактивный экран из воздушного шарика, ультразвуковых излучателей и проектора. Проектор выводит на шарик изображение и постоянно следит за его положением, чтобы смещать объект. Это позволяет перемещать руками шарик с проекцией. Разработка была представлена на конференции SIGGRAPH Asia 2019.

На сегодняшний день в области интерфейсов доминируют сенсорные экраны и программные интерфейсы, рассчитанные на работу с ними. Однако немалое количество ученых продолжают исследования и разработки в области осязательных интерфейсов, с помощью которых человек взаимодействует с компьютером через осязаемых элементов. Некоторые исследования показывают, что осязательные интерфейсы более понятны и, например, повышают эффективность обучения.

В виртуальных объемных интерфейсах, например, устройствах виртуальной и дополненной реальности, элементы зачастую парят в воздухе. Некоторые инженеры создавали осязаемые аналоги таких интерфейсов ввода-вывода с помощью дронов (1, 2), но это сопряжено со сложностью управления аппаратами и вывода на них изображения высокого разрешения.

Такуро Фурумото (Takuro Furumoto) и его коллеги из Токийского университета создали осязаемый летающий интерфейс на основе воздушного шарика. Внутри него находится смесь гелия и воздуха. Над шариком находятся несколько массивов из ультразвуковых излучателей, которые оказывают небольшое давление на шар. Соотношение гелия и воздуха было подобрано таким образом, чтобы с учетом давления излучателей у шара была нейтральная плавучесть и он находился на одной высоте.

Ультразвуковые излучатели могут не только поддерживать шарик на одном месте, но и перемещать его в рамках рабочей области, меняя распределение звука по излучателям. Пользователь тоже может перемещать шарик и ставить его в нужное место.

В систему также входит проектор с частотой обновления 120 герц, а также камера глубины Microsoft Kinect. Они предварительно откалиброваны, чтобы проекция изображения на шарик всегда находилась в его центре, а также была одинаковой формы и размера, независимо от расстояния между шариком и проектором. Также на шарик можно выводить 3D-изображение, но в таком случае пользователь должен надеть затворные 3D-очки, быстро поочередно затемняющие правый и левый глаз.

Недавно британские инженеры использовали ультразвуковые излучатели при создании объемного экрана. В нем излучатели благодаря акустической левитации поддерживают в воздухе и быстро перемещают небольшой полистирольный шарик. Поскольку шарик двигается быстро и его подсвечивает высокочастотный проектор, человек воспринимает экран как парящий в воздухе цветной объемный предмет.

Григорий Копиев