Bryde Barrierer: Gøre Hologrammer Virkeligt Interaktive

Hologrammer, som tidligere kun blev set i science fiction, er nu blevet demonstreret med succes af et forskerteam. Teamet har faktisk skabt det allerførste berørbare tredimensionale hologram.

Dette gennembrud inden for 3D-skærmteknologi er blevet opnået af forskere fra den offentlige universitet i Navarra (UPNA), som muliggør naturlig håndinteraktion med virtuelle objekter ved brug af en elastisk diffusor og højhastighedsprojektioner. Ifølge hovedforfatteren af undersøgelsen, Dr. Elodie Bouzbib, fra UPNA:

Det, vi ser i film og kalder hologrammer, er typisk volumetriske displays. Dette er grafik, der fremkommer i luften og kan ses fra forskellige vinkler uden behov for at bære virtual reality-briller (eller headsets).

Ved at kalde denne ægte 3D-grafik ‘særligt interessant’ udtalte Bouzbib, at de muliggør et ‘kom-og-interager’ paradigme.
Det betyder, at en bruger blot kan nærme sig enheden og begynde at bruge den. Du kan se den forklarende video på samme sted her:

På denne måde introducerer den seneste innovation et banebrydende skift i, hvordan vi oplever hologrammer, bryder barriererne mellem den fysiske og virtuelle verden og fører til en ny æra af virkelig interaktive 3D-skærme.

En Ny Æra af Virtuel Interaktion

Interessant nok er prototyper af volumetriske displays allerede kommercielt tilgængelige på markedet.

Voxon Photonics er et sådant firma, der skaber interaktive volumetriske hologrammer ved hjælp af deres VLED-teknologi, som er en kombination af grafikbehandlingssoftware, multiplexing, komprimering, transmission, rumlig LED-matrix billedrendering og feedback.

Firmaets produkter omfatter VX2, en næste-generations volumetrisk hologramteknologi, der er kompatibel med standard 3D-filformater og arbejdsprocesser, samt VX2-XL, som giver øget visuel klarhed og et større displayområde og er designet til kommerciel brug.

Brightvox er et andet firma, der tilbyder et billedsystem, som gør det muligt for brugere at nyde 3D-viruelt indhold fra enhver vinkel i den virkelige verden.

Selvom kommercielle hologramprototype allerede findes, tillader ingen af dem virkelig direkte interaktion med dem. Dette inkluderer muligheden for at indsætte hænderne og gribe de virtuelle objekter.

Direkte interaktion er intet andet end en naturlig måde at interagere med virtuelle enheder på. Her er de renderede grafik, som er output-området, justeret med interaktionsområdet, som er input-området, meget ligesom hvordan vi interagerer med rigtige objekter i den virkelige verden.

Vi ser allerede denne type interaktion i multi-touch flade skærme, hvor vi trykker på knapperne med fingeren, så vi kan flytte ikoner eller rotere objekter, meget ligesom vi ville gøre i det virkelige liv.

Vi er vant til direkte interaktion med vores telefoner, hvor vi trykker på en knap eller trækker et dokument direkte med fingeren på skærmen – det er naturligt og intuitivt for mennesker.

– Hovedforsker Asier Marzo

Volumetriske displays kan gøre det samme ved at levere de fleste af de visuelle elementer, vi opfatter fra den virkelige verden. Med den nuværende teknologi kan vi dog endnu ikke nå ind i hologrammet og interagere direkte med de virtuelle objekter. Det er indtil nu.

Denne undersøgelse, som er en del af InteVol-projektet, hvis fokus er på at udvikle og implementere et system til interaktion med volumetriske displays, gør det muligt for brugerne at naturligt interagere med 3D-grafik og udnytte deres medfødte evner inden for 3D-vision og manipulation.

Ægte 3D-Displays Ændrer Alt

I vores virkelige verden er alt 3D, og det er, hvad vi er vant til, men den virtuelle verden fungerer ikke på samme måde. Vores syn fortolker rummet omkring os, og derefter bruger vi hænderne til blot at gribe objekterne og manipulere dem, som vi ønsker.

I modsætning hertil giver grafik, der renderes på en 2D-skærm, os tilstopning (hvor et objekt blokerer et andet fra synslinjen og dermed simulerer realisme i virtuelle displays), skygger og forholdet mellem afstand og størrelse, men kan ikke vise konvergens, binokulær disparitet og fokuspunktsakommodation.

Bærbare enheder som Head-Mounted-Displays (HMD’er), som viser visuel information direkte til brugerens øjne, giver dybdeindikatorer ved at præsentere forskellige billeder for hvert øje. Dette skaber binokulær disparitet, men HMD’er giver normalt ikke konvergens og fokusalakommodation, hvilket betyder, at brugerne ikke kan fokusere korrekt på deres hænder og nærliggende objekter.

Avancerede HMD’er undersøger i øjeblikket øjensporing eller holografiske nærfelt-displays for at understøtte disse funktioner.

Men naturligvis, selv da, skal brugeren bære displayet, og det begrænser muligheden for, at en eller flere brugere blot kan nærme sig et system og begynde at bruge det.

Et ægte 3D-display render dog grafik, som man kan se fra forskellige vinkler. Sådanne displays tvinger ikke brugeren til at bære nogen enhed, men giver stadig de visuelle indikatorer, som 2D-displays mangler.

Blandt forskellige 3D-teknologier leverer volumetriske displays og hologrammer alle dybdeindikatorerne. Som undersøgelsen bemærkede, er et volumetrisk display overlegen i forhold til hologrammer, fordi det udsender lyspunkter fra hver position inden for et volumen. Hologrammer derimod har problemer som klipning og forbudte geometriske former.

Nu kategoriseres volumetriske displays primært på tre måder:

• Solid
• Swept
• Fri-rum

Brugeren kan dog ikke indsætte sin hånd i disse, fordi det ikke kun er fysisk umuligt at røre ved et virtuelt objekt, da det vil få levitationen til at stoppe, men det kan også beskadige displayet eller brugeren.

For at gøre dette muligt foreslog forskerne at erstatte de eksisterende stive diffusorer med swept volumetriske displays.

Klik her for at lære, hvordan holografisk 3D-print kan gøre det muligt for forskere at printe inde i den menneskelige krop.

Mod Naturlig, Intuitiv Virtuel Interaktion

Det, volumetriske displays gør, er at de projicerer billeder synkront med høj hastighed. Disse billeder projiceres på et hurtigt oscillerende ark, som kaldes en diffusor. Billedprojektionerne forekommer på forskellige højder, men vores syns vedholdenhed gør, at vi opfatter dem som et samlet volumen.

Problemet her er, at de optiske diffusorer, som disse displays bruger, normalt er stive. Når de kommer i kontakt med vores hænder under oscillation, kan diffusorerne gå i stykker eller forårsage skade. Derfor udføres interaktion indirekte ved brug af enten et tastatur eller en 3D-mus.

Så forskerne løste dette problem ved at introducere FlexiVol-konceptet. Finansieret af European Research Council (ERC) brugte undersøgelsen en elastisk diffusor i stedet for en stiv.

Ændring af volumetriske displays med en elastisk optisk diffusor muliggør deformationer uden at beskadige displayet eller skade brugeren. Dette betyder, at brugere kan indsætte deres hånd inden for renderingsvolumenet og direkte interagere med rumligt overlappende ægte 3D-grafik. Dette giver sammenhængende fokusalakommodation, som muliggør forbedret dybdeopfattelse.

Til dette testede forskerne forskellige materialer for deres mekaniske og optiske egenskaber. Elastane, også kendt som Spandex, Lycra eller Dorlastan, er det mest anvendte materiale til elastiske projektionstæpper, så det blev også brugt som udgangspunkt for undersøgelsen.

Udfordringen med elastiske materialer er, at de er elastiske, hvilket betyder, at de forårsager deformation og derfor kræver billedkorrektion. Så i stedet for en kontinuerlig membran besluttede teamet at bruge et array af strimler med en bredde på 20 mm, der passer til fingeren. Så når brugeren presser dem, bliver kun de pressede strimler forvrænget.

Alle de stoffer, der blev brugt i undersøgelsen, blev laser-skåret i 200 ×20mm2 strimler langs deres elastiske dimension med materialer som silikone hærdet på toppen af et akrylark med en afstandsstykke i ønsket tykkelse.

Test af Menneskelig Respons på Berørbare Hologrammer

En brugerundersøgelse blev derefter gennemført for at vurdere brugervenligheden af FlexiVol og sammenligne den med direkte interaktion ved brug af en 3D-mus.

I denne evaluering deltog 18 deltagere i alderen 20 til 40 år. Kun to deltagere havde tidligere erfaring med en 3D-mus, mens nogle få var spilentusiaster med erfaring med joysticks. En håndfuld af dem (fem) har visualiseret indhold på et volumetrisk display, men de har aldrig interageret med det via en 3D-mus.

Brugerundersøgelsen omfattede tre opgaver, Udvælgelse, Sporings og Docking, for at evaluere FlexiVol’s designrumvaliditet.

Resultaterne viste en præference for deres gennemtræknings-teknik på 89%, mens kun to deltagere valgte 3D-mus-betingelsen. Over halvdelen af deltagerne bemærkede spontant, at det føltes ‘lettere og mere naturligt at interagere med deres fingre.’

Da de blev spurgt om det, sagde fire deltagere, at det var ‘mere intuitivt,’ med to andre, der tilføjede, at vi er mere ‘vant til at interagere med vores hænder.’ De fleste deltagere fandt derimod det sjovt at nå ind i diffusoren.

Hvad angår eventuelle bekymringer, følte alle, at det ville få dem til at føle sig på en bestemt måde – såret og generet – men fandt, at det ikke gjorde det. Faktisk nævnte næsten alle deltagere blødheden i interaktionen, hvilket stod i kontrast til deres oprindelige opfattelse af, at den var hård.

Brugerundersøgelsen afslørede yderligere, at alle deltagere undtagen én mente, at de havde bedre præstation, når de udførte opgaver med hænderne. Kun seks følte sig mere præcise med 3D-mus, og tolv følte sig mere sikre ved at bruge hænderne.

Selvom gennemførelsestiden var betydeligt kortere ved brug af gennemtrækningsmetoden end med 3D-mus, bemærkede undersøgelsen en afvejning mellem gennemføringstid og nøjagtighed.

Udover Skærme: FlexiVol’s Futuristiske Indvirkning

Når det gælder anvendelsestilfælde, udtrykte deltagerne interesse for at bruge det til at visualisere 3D-planer og samarbejde med venner, samt til medicinske formål som kirurgi, filmredigering og spil. Deltagerne nævnte også, at de ønskede at placere hele hånden inde i volumenet og gribe objektet.

Indtil videre har den elastiske diffusor gjort det muligt for teamet at introducere nye måder at interagere med 3D-grafik på – naturligt at gribe og manipulere virtuelle objekter. For eksempel kan man gribe et virtuelt objekt som en terning mellem pegefinger og tommel og flytte det. Teamet bemærkede:

“Skærme og mobile enheder er til stede i vores liv for arbejde, læring eller underholdning. At have tredimensionel grafik, der kan manipuleres direkte, har anvendelser inden for uddannelse – for eksempel at visualisere og samle delene af en motor.”

Denne innovation kan også gøre det muligt for flere brugere at interagere samarbejdende uden at kræve virtual reality-headsets. I den virkelige verden kan disse volumetriske displays specifikt være nyttige på museer, hvor besøgende kan nærme sig og interagere med indholdet.

Hvad angår begrænsninger, nævner undersøgelsen behovet for længerevarende trætheds- og slidtests, test af avancerede materialer til en kommerciel FlexiVol-enhed, et mere ergonomisk layout for at reducere den fysiske belastning samt forbedring af displaystørrelse og opløsning.

I deres fremtidige arbejde vil fokus være på at designe elastiske helikale diffusorer, bruge en adaptiv renderingsalgoritme, der tilpasser projektionen som svar på brugerens berøring, tilføje haptisk teknologi for at give taktil feedback gennem hele volumenet, samt introducere muligheden for at indsætte andre objekter i displayvolumenet og renderere grafik omkring dem.

Samlet set mener forskerne, at “denne simple, men betydningsfulde forbedring af volumetriske displays skaber nye muligheder for at udforske de unikke fordele ved volumetriske displays og direkte gennemtrækningsinteraktion.”

Innovative Virksomheder

Immersion Corporation (IMMR )

Inden for 3D-display-teknologi, augmented reality (AR) og virtual reality (VR) er der flere virksomheder, der hjælper med at fremme området.

For eksempel gør teknologigiganter som Meta Platforms (META ) og Apple (AAPL ) dette gennem henholdsvis Oculus- og Vision Pro-headsets. Microsoft Corporation (MSFT ) foretager også investeringer i volumetriske displays, mens Alphabet Inc. (GOOG ) (GOOGL ) er involveret i 3D-visualisering, ARCore og virtuelle oplevelser.

I dag vil vi tale om Immersion Corporation, som specialiserer sig i haptisk teknologi, der gør det muligt for brugere at modtage taktil feedback gennem berøring og som almindeligt anvendes i wearables, bilsystemer, gaming og VR for at forbedre brugeroplevelser.

Haptisk teknologi er et voksende marked, der forventes at vokse fra $3,30 milliarder i 2024 til over $9 milliarder i 2032.

Immersion udvikler og licenserer her en række software og IP’er, der fuldt ud engagerer brugernes følesans, når de betjener digitale enheder. Dets segmenter omfatter Immersion og Barnes & Noble Education. Dets målområder er wearables, mobile enheder, virtual og augmented reality, konsolgaming, automotive og medicin.

De produkter, som virksomheden tilbyder, inkluderer TouchSense Technology til at optimere aktuatorer og haptiske driver-IC’er for bedre ydeevne, Active Sensing Technology til at løfte haptik til næste niveau med bevægelsessensorer og smart kontrolteknologi, samt Kinesthetic and Force Feedback Technology for nye brugeroplevelser.

Målet for Immersion er at muliggøre berøring overalt i den digitale verden. I øjeblikket bruger over 3 milliarder enheder deres teknologi med mere end 150 licenserede kunder.

Kun sidste år indgik virksomheden licensaftaler med tre giganter. I feb. annoncerede Immersion, at de har underskrevet en licens med Meta for at hjælpe dem med at levere haptik af høj kvalitet i deres enheder. I henhold til aftalen gør Immersion deres patenter tilgængelige for Mark Zuckerbergs firma og dets tilknyttede hardware, software, VR- og gamingprodukter.

Dette fulgte fornyelsen af deres licens med Nintendo for fortsat at gøre Immersions patenter tilgængelige for videospilvirksomheden og dens tilknyttede. I maj sidste år fornyede udvikleren af haptisk teknologi også en licens med Samsung Electronics for fortsat at forbedre den sydkoreanske multinationale forbrugerelektronikvirksomheds enhedsinteraktioner og softwareoplevelser gennem deres højkvalitets berøringsfeedback-teknologi.

Immersion Corporation har en markedsværdi på $240 millioner, med aktier, på tidspunktet for skrivning, handlende til $7,41, ned med over 15% år-til-dato. Med dette har den en EPS (TTM) på 2,06, en P/E (TTM) på 3,60 og en ROE (TTM) på 33,11%. Virksomheden betaler et udbytte på 2,43%.

I marts rapporterede den finansielle resultater for tredje kvartal af regnskabsåret 2025, hvorefter den samlede omsætning var $474,8 millioner i de tre måneder, der sluttede den 31. januar 2025.

GAAP nettoindkomst (tab) var $15,5 millioner, eller $0,47 per udvandet aktie, og non-GAAP nettoindkomst (tab) var $20,8 millioner, eller $0,63 per udvandet aktie. Imens var GAAP driftsomkostninger $79,6 millioner, og non-GAAP driftsomkostninger $74,2 millioner.

I denne periode returnerede virksomheden over $9 millioner til sine aktionærer gennem udbytter og aktietilbagekøb.

“Immersion leverede stærk finansiel præstation i kvartalet. Vi fortsætter med at være laserfokuserede på at opbygge vores forretning og skabe langsigtet aktionærværdi.”

– CEO Eric Singer

Sidste sommer erhvervede virksomheden 42% af Barnes & Noble Education (BNED ), og opnåede dermed kontrol over virksomheden gennem de fem bestyrelsespladser udpeget af Immersion. Dette skridt blev taget i et forsøg på at udvide sin forretning og diversitet i uddannelsessektoren. Pr. 31. januar 2025 er Immersions aktieejerskab faldet til 32,3% på grund af yderligere udstedelser af boghandelens almindelige aktier til ikke-kontrollerende aktionærer.

Seneste om Immersion Corporation

Konklusion 

Hologrammer har i lang tid været et element fra science fiction, og selvom flere forsøg er gjort for at gøre dem til virkelighed, er direkte interaktion med dem ikke opnået. Ved at give brugerne mulighed for naturligt at nå ind i og manipulere virtuelle objekter, kan berørbare hologrammer hjælpe os med at tage et transformerende spring fra passive 3D-displays til virkelig interaktive oplevelser.

Så FlexiVol-undersøgelsen, med sin evne til at tillade direkte gennemtrækningsinteraktioner, skubber grænserne for virtuelle grænseflader og beviser levedygtigheden af elastiske diffusorer til sikker, naturlig håndinteraktion.

Dette volumetriske display lægger grundlaget for en ny standard inden for 3D-interaktionsdesign, selvom yderligere fremskridt inden for materialer, haptik og adaptiv rendering er nødvendige for at kommercialisere dette og omdefinere kreativitet, træning og samarbejdsarbejde. Med kraftfulde muligheder for anvendelser inden for uddannelse, underholdning, medicin og mere, viser denne udvikling potentialet til at blande den digitale og fysiske verden mere sømløst end nogensinde før.

Klik her for en liste over de bedste augmented reality (AR) & virtual reality (VR) aktier.