Forscher entwickeln Hologramme, die man angreifen kann

Ein spanisches Forschungsteam hat es geschafft, 3D-Grafiken in der Luft anzuzeigen, die man mit den Händen bewegen kann. Die Gruppe um Elodie Bouzbib von der Universität Navarra in Spanien hat ihre Entwicklung in einem Fachartikel zusammengefasst und wird sie Ende April bei einer Konferenz in Japan präsentieren.

Grundlage der Technologie ist ihr neu entwickeltes FlexiVol-Display auf Basis einfacher Gummibänder. Die Gesten zur Interaktion mit dem Hologramm sind an bereits etablierte angelehnt: Zum Beispiel Swipen oder Auswählen mit einem Finger und Drehen oder Zoomen mit 2 Fingern.

Bedienung üblicherweise mit Maus oder Tastatur

Bei gemeinhin bekannten Hologrammen, zum Beispiel solchen, die in Filmen zu sehen sind, kommen sogenannte Volumendisplays zum Einsatz. „Das sind Grafiken, die in der Luft erscheinen und von mehreren Winkeln aus ohne VR-Brille betrachtet werden können. Man nennt sie True-3D-Grafiken“, erklärt Elodie Bouzbib in einer Aussendung.

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Volumendisplays projizieren Bilder auf den sogenannten Diffusor. Das ist eine Fläche, die sich sehr schnell bewegt, um die Illusion einer 3D-Anzeige zu erzeugen. Bei herkömmlichen Hologramm-Technologien ist dieser starr, weshalb es gefährlich sein kann, in das Bild zu greifen. Interaktion mit einer 3D-Grafik geschieht deshalb über eine 3D-Maus oder die Tastatur.

Elastische Materialien für intuitive Interaktion

„Wir sind an die direkte Interaktion mit unseren Smartphones gewöhnt, bei denen wir einen Button antippen oder ein Dokument direkt mit unserem Finger über den Screen ziehen – das ist natürlich und intuitiv für Menschen“, sagt Asier Marzo, der ebenfalls am Projekt geforscht hat. Um diese Art der Bedienung für Hologramme zu ermöglichen, hat das Team zuerst verschiedene Materialien untersucht, die den starren Diffusor ersetzen könnten.

Seide, Organza und andere Stoffe wurden sofort aussortiert, weil sie zu steif waren. Getestet wurden 3 verschiedene Elasthan-Arten: Silikon, Gummiband und klassischer Leinwand-Stoff. Das Problem: Elastische Materialien verformen sich leicht, manche leiern aus, sodass eine Bild-Korrektur nötig wird.

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Einfache Gummibänder als Lösung

Im neuen FlexiVol-Display verbaute das Forschungsteam schließlich mehrere 2 Zentimeter breite Gummibänder, wie sie auch im Bund elastischer Hosen zum Einsatz kommen. Sie bestehen aus 60 Prozent Polyester und 40 Prozent Elastan und stellten sich optisch und mechanisch am geeignetsten heraus.

Dank der Gummibänder als Diffusor kann man die angezeigte 3D-Grafik intuitiv packen. „So kann man zum Beispiel einen Würfel mit Zeigefinger und Daumen greifen, um ihn zu bewegen und zu drehen, oder mit Zeige- und Ringfinger simulieren, wie man mit den Beinen auf einer Fläche läuft“, erläutern die Forscher. 

Mögliche Anwendung in der Wissensvermittlung

18 Nutzerinnen und Nutzern testeten im Rahmen des Projekts, wie gut die Eingabemethode funktioniert. Im Vergleich zur Nutzung einer 3D-Maus waren sie bei der direkten Interaktion mit dem Hologramm überwiegend schneller beim Auswählen, Nachzeichnen und Zusammensetzen von Objekten. Mehr als die Hälfte der Testpersonen fand es intuitiv und natürlich, direkt mit dem Display zu interagieren.

Nützlich könnte das FlexiVol-Display etwa in der Wissensvermittlung sein. Man könnte dreidimensional zeigen, wie man einen Motor zusammensetzt, schlagen die Forscherinnen und Forscher vor. In Museen könnte man durch angreifbare Hologramme auf eine neue Art mit Ausstellungsstücken interagieren.

Weiterentwicklungsideen

In Zukunft könnte leitender Faden in die Gummibänder eingearbeitet werden. So wäre direktes haptisches Feedback möglich.

Denkbar ist auch eine Vergrößerung des Displays, damit es mehrere Menschen gleichzeitig bedienen können. Dafür wäre es aber womöglich nötig, dass sich die Gummibänder nicht wie derzeit linear, sondern spiralförmig bewegen. Wann und ob das FlexiVol-Display vom Forschungsprojekt zum Massenprodukt wird, ist noch völlig unklar.