Rompiendo barreras: Hologramas realmente interactivos

Los hologramas, que antes sólo se veían en la ciencia ficción, han sido demostrados con éxito por un equipo de investigadores. El equipo ha creado el primer holograma tridimensional que se puede tocar.

Este avance en la tecnología de visualización 3D ha logrado realizado por investigadores de la Universidad Pública de Navarra (UPNA), que permite la interacción natural de la mano con objetos virtuales mediante un difusor elástico y proyecciones de alta velocidad. Según la autora principal del estudio, la Dra. Elodie Bouzbib, de la UPNA:

"Lo que vemos en las películas y llamamos hologramas suelen ser visualizaciones volumétricas. Se trata de gráficos que aparecen en el aire y pueden ver desde varios ángulos sin necesidad de llevar gafas (o auriculares) de realidad virtual".

Bouzbib calificó de "especialmente interesantes" estos gráficos en 3D real y afirmó que permiten "'cparadigma "ome e interactúa"." Esto significa que que un usuario pueda simplemente acercarse al dispositivo y empezar a utilizarlo. Puede ver el vídeo explicativo sobre el mismo aquí:

De este modo, la última innovación introduce un cambio revolucionario en la forma en que experimentamos los hologramas, rompiendo las barreras entre los mundos físico y virtual para dar paso a una nueva era de pantallas 3D realmente interactivas.

Una nueva era de interacción virtual

Curiosamente, los prototipos de pantallas volumétricas ya se comercializan en el mercado.

Voxon Photonics es una de estas empresas que crea hologramas volumétricos interactivos utilizando su tecnología VLED, que es una combinación de software de procesamiento gráfico, multiplexación, compresión, transmisión, representación de imágenes matriciales LED espaciales y retroalimentación.    

Los productos de la empresa incluyen VX2, una tecnología de hologramas volumétricos de última generación compatible con los flujos de trabajo y formatos de archivo 3D estándar, y VX2-XL, que proporciona una mayor claridad visual y un área de visualización más amplia. y está diseñado para uso comercial.

Brightvox es otra empresa que ofrece un sistema de imágenes que permite a los usuarios disfrutar de contenidos virtuales en 3D desde cualquier ángulo en el espacio real.

Aunque ya existen prototipos comerciales de hologramas, ninguno de ellos realmente permiten cualquier interacción directa con ellos. Esto incluye la capacidad de introducir las manos y agarrar el objetos virtuales.

La interacción directa es nada más que una forma natural de interactuar con entidades virtuales. Aquí, los gráficos renderizados, que son el espacio de salida, se alinean con el área de interacción, que es el espacio de entrada, de forma muy parecida a cómo interactuamos con objetos reales en el mundo real. 

Ya vemos este tipo de interacción en las pantallas planas multitáctiles, en las que pulsamos los botones con el dedo, lo que nos permite mover iconos o girar objetos, de forma muy parecida a cómo lo haríamos en la vida real.

"Estamos acostumbrados a la interacción directa con nuestros teléfonos, donde tocamos un botón o arrastramos un documento directamente con el dedo sobre la pantalla: es natural e intuitivo para los humanos".

- Investigador principal Asier Marzo

Las pantallas volumétricas pueden permitirnos hacer lo mismo al proporcionarnos la mayoría de los elementos visuales que percibimos del mundo real. Sin embargo, con las tecnologías actuales, aún no podemos llegar al interior del holograma e interactuar directamente con él. el objetos virtuales. Hasta ahora.

Este estudio, que es parte del proyecto InteVol, cuyo objetivo es en el desarrollo y la aplicación de un sistema de interacción con pantallas volumétricas, está permitiendo que los usuarios interactúen de forma natural con gráficos en 3D y utilizar su capacidades innatas de visión y manipulación en 3D.

Las pantallas 3D reales cambian Todo

En nuestro mundo realtodo es 3D, y es a lo que estamos acostumbrados, pero el mundo virtual no funciona de la misma manera. Nuestra visión interpreta el espacio que nos rodea y luego, con las manos, simplemente cogemos los objetos y los manipulamos como queremos. 

A diferencia de esto, los gráficos renderizados en la pantalla 2D nos proporcionan la oclusión (cuando un objeto bloquea a otro de las vistas y, como tal, simula el realismo en las pantallas virtuales), las sombras y la relación distancia-tamaño, pero no pueden mostrar la convergencia, la disparidad binocular y la acomodación del punto focal. 

Dispositivos portátiles como Pantallas montadas en la cabeza (HMD), que muestran información visual directamente a los ojos del usuario, proporcionan señales de profundidad presentando imágenes diferentes a cada ojo. Esto crea disparidad binocular, pero los HMD no suelen proporcionar convergencia y acomodación del enfoque, lo que significa que los usuarios no pueden enfocar correctamente sus manos y los objetos cercanos. 

Los HMD avanzados exploran actualmente el seguimiento ocular o las pantallas holográficas de campo cercano para apoyar estas capacidades. 

Pero de Por supuesto, incluso entonces, el usuario tiene que llevar la pantalla, y eso limita la capacidad de uno o más usuarios para sólo acercarse a un sistema y empezar a utilizarlo.

Sin embargo, una verdadera pantalla 3D reproduce gráficos que se puede ver desde distintos ángulos. Este tipo de pantallas no obligan al usuario a llevar ningún dispositivo, pero proporcionan las señales visuales que las pantallas 2D no ofrecen.

Entre las distintas tecnologías 3D, las pantallas volumétricas y los hologramas proporcionan todas las señales de profundidad. Como señala el estudio, una visualización volumétrica es superior a los hologramas porque emite puntos de luz desde cada posición dentro de un volumen. Los hologramas, por su parte, presentan problemas como el recorte y las geometrías prohibidas.

Ahora bien, las pantallas volumétricas se clasifican principalmente en tres categorías:

• Sólido
• Barrido
• Espacio libre

El usuario, sin embargo, no puede introducir la mano en ellos porque no sólo no es físicamente posible tocar un objeto virtual, ya que eso provocaría que la levitación dejara de funcionar, sino que hacerlo también puede dañar la pantalla o al usuario. 

Para hacerlo posible, los investigadores propusieron sustituir los difusores rígidos existentes por pantallas volumétricas de barrido.

Haga clic aquí para saber cómo la impresión 3D holográfica puede permitir a los investigadores imprimir dentro del cuerpo humano.

Hacia una interacción virtual natural e intuitiva

Lo que hacen las pantallas volumétricas es que proyectar imágenes de forma sincrónica a alta velocidad. Estas imágenes se proyectan en una hoja que oscila rápidamenteque es llamado difusor. Las proyecciones de imágenes se producen a diferentes alturas, pero la persistencia de nuestra visión nos permite percibirlas como un volumen completo.

Ahora, el problema aquí es que los difusores ópticos que utilizan estas pantallas suelen ser rígidos. Cuando entran en contacto con nuestras manos al oscilar, los difusores pueden romperse. o causarnos un perjuicio. Como tal, la interacción se realiza indirectamente utilizando un teclado o un ratón 3D.

Por lo tanto, lo que los investigadores hicieron para abordar este problema se introdujo el concepto FlexiVol. Financiado por el Consejo Europeo de Investigación (CEI), el estudio utilizó un difusor elástico en su sitio de una rígida. 

Modificar las pantallas volumétricas con un difusor óptico elástico permite deformarlas sin dañar la pantalla ni perjudicar al usuario. Este significa que los usuarios pueden introducir la mano dentro del volumen de renderizado e interactuar directamente con gráficos 3D reales superpuestos espacialmente. Este proporciona una acomodación de enfoque coherente, lo que permite mejorar la percepción de la profundidad.

Para ello, los investigadores probaron distintos materiales en función de sus propiedades mecánicas y ópticas. El elastano, también conocido como Spandex, Lycra o Dorlastan, es el material más utilizado para las pantallas de proyección elásticas, por lo que también se utilizó como punto de partida del estudio.

El reto de los materiales elásticos es que son elásticos, lo que significa que provocan deformaciones y, en consecuencia, requieren una corrección de la imagen. Así que, en lugar de una membrana continua, el equipo decidió utilizar una matriz de tiras de 20 mm de anchura para adaptarse al dedo. Así, cuando el usuario las empuja, sólo se distorsionan las tiras empujadas. 

Todos los tejidos utilizados en el estudio se cortaron con láser en tiras de 200 ×20 mm2 a lo largo de su dimensión elástica con materiales como la silicona curada sobre una lámina acrílica con un espaciador del grosor deseado.

Prueba de la respuesta humana a los hologramas táctiles

A continuación se realizó un estudio de usuarios para evaluar la facilidad de uso de FlexiVol y compararlo con la interacción directa mediante un ratón 3D.

En esta evaluación participaron 18 personas de entre 20 y 40 años. Sólo dos participantes tenían experiencia previa con un ratón 3D, mientras que unos pocos eran aficionados a los juegos que tenían experiencia con joysticks. Un puñado de ellos (cinco) han visualizado contenidos en una pantalla volumétrica, pero nunca han interactuado con ellos a través de un ratón 3D.

El estudio de usuarios incluyó tres tareas, Selección, seguimiento y acoplamiento, para evaluar la Validez del espacio de diseño de FlexiVol. 

Los resultados mostraron una preferencia por su técnica de alcance en 89%, mientras que sólo dos participantes eligieron la condición del ratón 3D. Más de la mitad de los participantes comentaron espontáneamente que les resultaba "más fácil y natural interactuar con los dedos". 

Preguntados al respecto, cuatro participantes dijeron que era "más intuitivo", y otros dos añadieron que estamos más "acostumbrados a interactuar con las manos". A la mayoría de los participantes, por su parte, les divierte meter la mano en el difusor.

En cuanto a los temores, todos pensaban que les haría sentirse de una determinada manera -heridos e incómodos-, pero descubrieron que no era así. De hecho, casi todos los participantes mencionaron la suavidad de la interacción, que contrastaba con su percepción inicial de que era dura.

El estudio de usuarios reveló además que todos los participantes menos uno creían que tuvo mejor rendimiento al realizar tareas con las manos. Sólo seis se sentían más preciso con el ratón 3D, y doce se sentían más seguros utilizando las manos.

Aunque el tiempo de finalización fue significativamente menor con el método de alcance que con el ratón 3D, el estudio observó un equilibrio entre el tiempo de finalización y la precisión. 

Más allá de las pantallas: El impacto futurista de FlexiVol

En cuanto a los casos de uso, los participantes compartieron su interés por utilizarlo para visualizar planos en 3D y colaborar con amigos, y para fines médicos como la cirugía, la edición de películas y los juegos. Los participantes también mencionaron su deseo de meter toda la mano en el volumen y agarrar el objeto.

De momento, el difusor elástico ha permitido al equipo introducir nuevas formas de interactuar con los gráficos 3D: agarrar y manipular objetos virtuales de forma natural. Por ejemplo, se puede agarrar un objeto virtual como un cubo entre los dedos índice y pulgar y moverlo. Según el equipo:

"Las pantallas y los dispositivos móviles están presentes en nuestras vidas para trabajar, aprender o entretenernos. Disponer de gráficos tridimensionales que puede manipularse directamente tiene aplicaciones en educación: por ejemplo, visualizar y ensamblar las piezas de un motor".

Esta innovación también puede permitir que varios usuarios interactúen en colaboración sin necesidad de cascos de realidad virtual. En el mundo realEstas pantallas volumétricas pueden concretamente ser útil en los museos, donde los visitantes pueden acercarse a los contenidos e interactuar con ellos.

En cuanto a las limitaciones, el estudio menciona la necesidad de a más largo plazo pruebas de fatiga y desgaste, ensayo de materiales avanzados para un dispositivo FlexiVol comercial, un diseño más ergonómico para derribar la demanda física y la mejora del tamaño y la resolución de las pantallas. 

En su trabajo futuro, mientras tanto, se centrarán en diseñar difusores helicoidales elásticos, utilizar un algoritmo de renderizado adaptativo que adapte la proyección en respuesta al tacto del usuario, añadir tecnologías hápticas para proporcionar retroalimentación táctil en todo el volumen e introducir la capacidad de insertar otros objetos en el volumen de visualización y renderizar gráficos a su alrededor.

En general, los investigadores "creen que esta sencilla pero significativa mejora de las pantallas volumétricas crea nuevas oportunidades para explorar las ventajas únicas de las pantallas volumétricas y la interacción directa por alcance".

Empresas innovadoras

Corporación Immersion (IMMR +0.29%)

Sobre el terreno de tecnología de visualización 3D, realidad aumentada (RA) y realidad virtual (RV)hay varias empresas que están contribuyendo al avance de este espacio. 

Por ejemplo, gigantes tecnológicos como Metaplataformas (META -2.65%) y Manzana (AAPL +1.25%) lo hacen a través de los cascos Oculus y Vision Pro, respectivamente. Corporación Microsoft (MSFT +0.59%) también está invirtiendo en expositores volumétricos, mientras que Alphabet Inc. (GOOGL +2.7%) se dedica a la visualización 3D, ARCore y las experiencias virtuales.

Hoy, vamos a hablar de Immersion Corporation, especializada en tecnología háptica que permite a los usuarios recibir información táctil a través del tacto y se utiliza habitualmente en dispositivos portátiles, sistemas de automoción, juegos y realidad virtual para mejorar la experiencia del usuario. 

La tecnología háptica es un mercado en alza, con una previsión de crecimiento de $3.300 millones en 2024 a más de $9.000 millones en 2032.

Immersion, aquí, desarrolla y concede licencias de una gama de software e IP que involucran plenamente los sentidos del tacto de los usuarios cuando manejan dispositivos digitales. Sus segmentos incluyen Immersion y Barnes & Noble Education. Sus ámbitos de aplicación son los dispositivos para llevar puestos, los dispositivos móviles, la realidad virtual y aumentada, los juegos de consola, la automoción y la medicina. 

En Entre los productos que ofrece la empresa figuran La tecnología TouchSense optimiza el rendimiento de los actuadores y los circuitos integrados de los controladores hápticos; la tecnología Active Sensing lleva la háptica al siguiente nivel con sensores de movimiento y tecnología de control inteligente; y la tecnología Kinesthetic and Force Feedback ofrece nuevas experiencias al usuario. 

El objetivo de Immersion es permitir el tacto en todo el mundo digital. Actualmente, más de 3.000 millones de dispositivos utilizan su tecnología con más de 150 clientes con licencia.

Justo el último año, la empresa firmó acuerdos de licencia con tres gigantes. En Feb.Immersion ha anunciado que tiene firmó una licencia con Meta para ayudarles a ofrecer háptica de alta calidad en sus dispositivos. Según el acuerdo, Immersion pone sus patentes a disposición de la empresa de Mark Zuckerberg y sus filiales de hardware, software, RV y productos de juego.

Tras la renovación de su licencia con Nintendo para continuar hacer Las patentes de Immersion a disposición de la empresa de videojuegos y sus filiales. En mayo el año pasado, el desarrollador de tecnología háptica también renovó una licencia con Samsung Electronics para seguir mejorando las interacciones de los dispositivos y las experiencias de software de la multinacional surcoreana de electrónica de consumo mediante su tecnología de retroalimentación táctil de alta calidad.

Immersion Corporation tiene una capitalización bursátil de $240 millones, y sus acciones, en el momento de escribir estas líneas, cotizan a $7,41, lo que supone una caída de más de 15% en lo que va de año. Con ello, tiene un BPA (TTM) de 2,06, un PER (TTM) de 3,60 y un ROE (TTM) de 33,11%. La empresa paga una rentabilidad por dividendo de 2,43%.

En marzo, comunicó los resultados financieros del tercer trimestre del ejercicio fiscal 2025, según la cual, los ingresos totales fueron de $474,8 millones en los tres meses finalizados el 31 de enero de 2025.

El beneficio (pérdida) neto GAAP fue de $15,5 millones, o $0,47 por acción diluida, y el beneficio (pérdida) neto no GAAP fue de $20,8 millones, o $0,63 por acción diluida. Mientras tanto, los gastos de explotación GAAP fueron de $79,6 millones, y los gastos de explotación no GAAP fueron de $74,2 millones.

Durante este periodo, la empresa devolvió más de $9 millones a sus accionistas mediante dividendos y recompra de acciones.

"Immersion obtuvo unos sólidos resultados financieros en el trimestre. Seguimos siendo enfoque láser en construir nuestro negocio y crear valor a largo plazo para los accionistas".

- Director General Eric Singer

El verano pasado, la empresa adquirió 42% de Barnes & Noble Educación (BNED +1.18%)A su vez, se hizo con el control de la empresa a través de los cinco puestos del consejo nombrados por Immersion. Este movimiento se hizo en un intento de ampliar su negocio y la diversidad en el sector de la educación. A 31 de enero de 2025, la participación accionarial de Immersion ha disminuido hasta el 32,3% debido a emisiones adicionales de acciones ordinarias de la librería a accionistas no controladores.

Lo último sobre Immersion Corporation

Conclusión 

Los hologramas han sido cosa de ciencia ficción durante mucho tiempo, y aunque se han hecho varios intentos de it una realidad, la interacción directa con it no se ha conseguido. Al permitir a los usuarios alcanzar y manipular objetos virtuales de forma natural, los hologramas táctiles pueden ayudarnos a dar un salto transformador de las pantallas 3D pasivas a experiencias realmente interactivas.

Así, el estudio FlexiVol, con su capacidad para permitir interacciones directas a través de la mano, amplía los límites de las interfaces virtuales así como demuestra la viabilidad de los difusores elásticos para una interacción segura y natural de las manos.

Esta pantalla volumétrica sienta básicamente las bases de un nuevo estándar en el diseño de interacción 3D, aunque se necesitan más avances en materiales, háptica y renderizado adaptativo para llevar esto al terreno comercial y redefinir la creatividad, la formación y el trabajo colaborativo. Con grandes posibilidades de aplicación en la educación, el entretenimiento, la medicina y otros campos, esta evolución muestra el potencial de fusionar los mundos digital y físico con más fluidez que nunca.

Haga clic aquí para ver una lista de los principales valores de realidad aumentada (RA) y realidad virtual (RV).