Realidade aumentada e virtual
Quebrando Barreiras: Tornando Hologramas Verdadeiramente Interativos
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Hologramas, antes vistos apenas na ficção científica, foram agora demonstrados com sucesso por uma equipe de pesquisadores. A equipe realmente criou o primeiro holograma tridimensional tátil de todos os tempos.
Essa descoberta na tecnologia de exibição 3D foi alcançada por pesquisadores da Universidade Pública de Navarra (UPNA), que permite interação natural das mãos com objetos virtuais usando um difusor elástico e projeções de alta velocidade. Segundo a autora principal do estudo, Dra. Elodie Bouzbib, da UPNA:
“O que vemos nos filmes e chamamos de hologramas são tipicamente exibições volumétricas. São gráficos que aparecem no ar e podem ser vistos de vários ângulos sem a necessidade de usar óculos de realidade virtual (ou headsets).”
Chamando esses gráficos verdadeiramente 3D de “particularmente interessantes”, Bouzbib afirmou que eles permitem o paradigma “venha-e-interaja”. O que isso significa é que um usuário pode simplesmente se aproximar do dispositivo e começar a usá-lo. Você pode conferir o vídeo explicativo no mesmo aqui:
Dessa forma, a mais recente inovação introduz uma mudança revolucionária em como experienciamos hologramas, quebrando as barreiras entre os mundos físico e virtual para conduzir a uma nova era de exibições 3D verdadeiramente interativas.
Uma Nova Era de Interação Virtual
Curiosamente, os protótipos de exibições volumétricas já estão disponíveis comercialmente no mercado.
A Voxon Photonics é uma dessas empresas que cria hologramas volumétricos interativos usando sua tecnologia VLED, que é uma combinação de software de processamento gráfico, multiplexação, compressão, transmissão, renderização de imagem em matriz LED espacial e feedback.
Os produtos da empresa incluem o VX2, uma tecnologia de holograma volumétrico de próxima geração compatível com formatos de arquivo 3D padrão e fluxos de trabalho, e o VX2-XL, que oferece maior clareza visual e uma área de exibição maior e foi projetado para uso comercial.
A Brightvox é outra empresa que oferece um sistema de imagem que permite aos usuários desfrutar de conteúdo virtual 3D de qualquer ângulo no espaço real.
Embora protótipos comerciais de hologramas já existam, nenhum deles realmente permite qualquer interação direta com eles. Isso inclui a capacidade de inserir as mãos e agarrar os objetos virtuais.
Interação direta não é nada além de uma forma natural de interagir com entidades virtuais. Aqui, os gráficos renderizados, que são o espaço de saída, estão alinhados com a área de interação, que é o espaço de entrada, muito semelhante a como interagimos com objetos reais no mundo real.
Já vemos esse tipo de interação em telas planas multitouch, onde pressionamos os botões com o dedo, permitindo mover ícones ou girar objetos, muito parecido com o que faríamos na vida real.
“Estamos acostumados à interação direta com nossos telefones, onde tocamos em um botão ou arrastamos um documento diretamente com o dedo na tela – isso é natural e intuitivo para os humanos.”
– Pesquisador principal Asier Marzo
Exibições volumétricas podem nos permitir fazer o mesmo ao fornecer a maioria dos elementos visuais que percebemos do mundo real. No entanto, com as tecnologias atuais, ainda não podemos alcançar o interior do holograma e interagir diretamente com os objetos virtuais. Isso até agora.
Este estudo, que faz parte do projeto InteVol, cujo foco está no desenvolvimento e implementação de um sistema para interações com exibições volumétricas, está permitindo que os usuários interajam naturalmente com gráficos 3D e utilizem suas habilidades inatas de visão e manipulação 3D.
Exibições 3D Verdadeiras Mudam Tudo
Em nosso mundo real, tudo é 3D, e isso é o que estamos acostumados, mas o mundo virtual não funciona da mesma forma. Nossa visão interpreta o espaço ao nosso redor e, então, usando as mãos, simplesmente agarramos os objetos e os manipulamos como desejamos.
Ao contrário disso, os gráficos renderizados em uma tela 2D nos fornecem oclusão (onde um objeto bloqueia outro da visão e, assim, simula realismo em exibições virtuais), sombras e a relação distância‑tamanho, mas não podem exibir convergência, disparidade binocular e acomodação do ponto focal.
Dispositivos vestíveis como Head-Mounted-Displays (HMDs), que mostram informações visuais diretamente aos olhos do usuário, fornecem pistas de profundidade ao apresentar imagens diferentes para cada olho. Isso cria disparidade binocular, mas os HMDs geralmente não fornecem convergência e acomodação de foco, o que significa que os usuários não conseguem focar corretamente nas mãos e objetos próximos.
HMDs avançados estão atualmente explorando rastreamento ocular ou exibições holográficas de campo próximo para suportar essas capacidades.
Mas, claro, mesmo assim, o usuário precisa usar o display, e isso limita a capacidade de um ou mais usuários de simplesmente se aproximar de um sistema e começar a usá-lo.
Um display 3D verdadeiro, no entanto, renderiza gráficos que podem ser vistos de diferentes ângulos. Esses displays não obrigam o usuário a usar nenhum dispositivo, mas ainda fornecem as pistas visuais que os displays 2D não oferecem.
Entre as diferentes tecnologias 3D, exibições volumétricas e hologramas fornecem todas as pistas de profundidade. Como o estudo observou, um display volumétrico é superior aos hologramas porque emite pontos de luz de cada posição dentro de um volume. Os hologramas, por sua vez, apresentam problemas como recorte e geometrias proibidas.
Agora, os displays volumétricos são principalmente categorizados de três maneiras:
- Sólido
- Varredura
- Espaço livre
No entanto, o usuário não pode inserir a mão nesses, pois não é fisicamente possível tocar um objeto virtual, já que isso faria a levitação parar de funcionar, e ainda pode danificar o display ou o usuário.
Para tornar isso possível, os pesquisadores propuseram substituir os difusores rígidos existentes por displays volumétricos de varredura.
Rumo à Interação Virtual Natural e Intuitiva
O que os displays volumétricos fazem é projetar imagens de forma síncrona em alta velocidade. Essas imagens são projetadas em uma folha de oscilação rápida, que é chamada de difusor. As projeções de imagem ocorrem em diferentes alturas, mas a persistência da nossa visão nos permite percebê‑las como um volume completo.
Agora, o problema aqui é que os difusores ópticos que esses displays utilizam são normalmente rígidos. Quando entram em contato com nossas mãos durante a oscilação, os difusores podem quebrar ou causar lesões. Assim, a interação é realizada indiretamente usando um teclado ou um mouse 3D.
Portanto, o que os pesquisadores fizeram para enfrentar esse problema foi introduzir o conceito FlexiVol. Financiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa (ERC), o estudo utilizou um difusor elástico no lugar de um rígido.
Modificar displays volumétricos com um difusor óptico elástico permite deformações sem danificar o display ou ferir o usuário. Isso significa que os usuários podem inserir a mão dentro do volume de renderização e interagir diretamente com gráficos 3D verdadeiros sobrepostos espacialmente. Isso fornece acomodação de foco coerente, permitindo percepção de profundidade aprimorada.
Para isso, os pesquisadores testaram diferentes materiais quanto às suas propriedades mecânicas e ópticas. Elastano, também conhecido como Spandex, Lycra ou Dorlastan, é o material mais usado para telas de projeção elásticas, portanto foi utilizado como ponto de partida para o estudo.
O desafio com materiais elásticos é que eles são elásticos, o que significa que causam deformação e, como resultado, requerem correção de imagem. Portanto, em vez de uma membrana contínua, a equipe decidiu usar uma matriz de tiras com largura de 20 mm para corresponder ao dedo. Assim, quando o usuário as pressiona, apenas as tiras pressionadas se distorcem.
Todos os tecidos usados no estudo foram cortados a laser em tiras de 200 × 20 mm² ao longo da dimensão elástica, com materiais como silicone curado sobre uma folha de acrílico com um espaçador de espessura desejada.
Testando a Resposta Humana a Hologramas Táteis
Um estudo com usuários foi então conduzido para avaliar a usabilidade do FlexiVol e compará‑lo com a interação direta usando um mouse 3D.
Nesta avaliação, 18 participantes, com idades entre 20 e 40 anos, participaram. Apenas dois participantes tinham experiência prévia com um mouse 3D, enquanto alguns eram entusiastas de jogos que tinham experiência com joysticks. Um pequeno grupo deles (cinco) visualizou conteúdo em um display volumétrico, mas nunca interagiu com ele através de um mouse 3D.
O estudo com usuários envolveu três tarefas — Seleção, Rastreamento e Acoplamento — para avaliar a validade do espaço de design do FlexiVol.
Os resultados mostraram uma preferência pela técnica de alcance através em 89 %, enquanto apenas dois participantes escolheram a condição do mouse 3D. Mais da metade dos participantes comentou espontaneamente que parecia “mais fácil e natural interagir com os dedos”.
Quando questionados, quatro participantes disseram que era “mais intuitivo”, com dois outros acrescentando que estamos mais “acostumados a interagir com as mãos”. A maioria dos participantes, por sua vez, achou divertido alcançar dentro do difusor.
Quanto a possíveis apreensões, todos sentiram que poderia causar desconforto ou dor, mas descobriram que não era o caso. Na verdade, quase todos os participantes mencionaram a suavidade da interação, contrastando com a percepção inicial de que seria dura.
O estudo com usuários revelou ainda que todos os participantes, exceto um, acreditavam ter melhor desempenho ao concluir tarefas usando as mãos. Apenas seis se sentiram mais precisos com o mouse 3D, e doze se sentiram mais confiantes usando as mãos.
Embora o tempo de conclusão fosse significativamente menor usando o método de alcance através do que com o mouse 3D, o estudo observou um trade‑off entre tempo de conclusão e precisão.
Além das Telas: O Impacto Futurista do FlexiVol
Quanto aos casos de uso, os participantes demonstraram interesse em utilizá‑lo para visualizar planos 3D e colaborar com amigos, e para fins médicos como cirurgia, edição de filmes e jogos. Os participantes também mencionaram querer colocar a mão inteira dentro do volume e agarrar o objeto.
Por enquanto, o difusor elástico permitiu à equipe introduzir novas formas de interagir com gráficos 3D — agarrando e manipulando objetos virtuais de forma natural. Por exemplo, pode‑se segurar um objeto virtual como um cubo entre o dedo indicador e o polegar e movê‑lo. A equipe observou:
“Exibições como telas e dispositivos móveis estão presentes em nossas vidas para trabalhar, aprender ou entreter. Ter gráficos tridimensionais que podem ser manipulados diretamente tem aplicações na educação — por exemplo, visualizar e montar as peças de um motor.”
Essa inovação também pode permitir que múltiplos usuários interajam colaborativamente sem a necessidade de headsets de realidade virtual. No mundo real, esses displays volumétricos podem ser especificamente úteis em museus, onde os visitantes podem se aproximar e interagir com o conteúdo.
Quanto às limitações, o estudo menciona a necessidade de testes de fadiga e desgaste a longo prazo, teste de materiais avançados para um dispositivo FlexiVol comercial, um layout mais ergonômico para reduzir a demanda física e melhorias no tamanho e resolução do display.
Em seu trabalho futuro, entretanto, o foco será no design de difusores helicoidais elásticos, usando um algoritmo de renderização adaptativo que ajuste a projeção em resposta ao toque do usuário, adicionando tecnologias hápticas para fornecer feedback tátil em todo o volume, e introduzindo a capacidade de inserir outros objetos no volume de exibição e renderizar gráficos ao seu redor.
No geral, os pesquisadores “acreditam que essa melhoria simples, porém significativa, nas exibições volumétricas cria novas oportunidades para explorar as vantagens únicas das exibições volumétricas e da interação direta de alcance através.”
Empresas Inovadoras
Immersion Corporation (IMMR )
No campo da tecnologia de exibição 3D, realidade aumentada (AR) e realidade virtual (VR), há várias empresas que estão ajudando a avançar o setor.
Por exemplo, gigantes de tecnologia como Meta Platforms (META ) e Apple (AAPL ) estão fazendo isso através dos headsets Oculus e Vision Pro, respectivamente. Microsoft Corporation (MSFT ) também está investindo em displays volumétricos, enquanto Alphabet Inc. (GOOG ) (GOOGL ) está envolvida em visualização 3D, ARCore e experiências virtuais.
Hoje, vamos falar sobre a Immersion Corporation, que se especializa em tecnologia háptica que permite aos usuários receber feedback tátil através do toque e é comumente usada em dispositivos vestíveis, sistemas automotivos, jogos e VR para melhorar as experiências dos usuários.
A tecnologia háptica é um mercado em ascensão, projetado para crescer de US$ 3,30 bilhões em 2024 para mais de US$ 9 bilhões até 2032.
A Immersion, aqui, desenvolve e licencia uma variedade de softwares e IPs que envolvem totalmente os sentidos de toque dos usuários ao operar dispositivos digitais. Seus segmentos incluem Immersion e Barnes & Noble Education. Suas áreas de aplicação‑alvo são wearables, dispositivos móveis, realidade virtual e aumentada, jogos de console, automotivo e médico.
Os produtos oferecidos pela empresa incluem a TouchSense Technology para otimizar atuadores e ICs de driver háptico para melhor desempenho, a Active Sensing Technology para levar a háptica ao próximo nível com detecção de movimento e tecnologia de controle inteligente, e a Kinesthetic and Force Feedback Technology para novas experiências de usuário.
O objetivo da Immersion é habilitar o toque em todo o mundo digital. Atualmente, mais de 3 bilhões de dispositivos utilizam sua tecnologia, com mais de 150 clientes licenciados.
No ano passado, a empresa assinou acordos de licença com três gigantes. Em feb., a Immersion anunciou que assinou uma licença com a Meta para ajudá‑los a oferecer háptica de alta qualidade em seus dispositivos. Conforme o acordo, a Immersion está disponibilizando suas patentes para a empresa de Mark Zuckerberg e seus afiliados de hardware, software, VR e produtos de jogos.
Isso seguiu a renovação de sua licença com a Nintendo para continuar disponibilizando as patentes da Immersion à empresa de videogames e seus afiliados. Em maio do ano passado, o desenvolvedor de tecnologia háptica também renovou uma licença com a Samsung Electronics para continuar aprimorando as interações de dispositivos e experiências de software da corporação multinacional sul‑coreana de eletrônicos de consumo através de sua tecnologia de feedback tátil de alta qualidade.
A Immersion Corporation tem um valor de mercado de US$ 240 milhões, com suas ações, ao momento da escrita, sendo negociadas a US$ 7,41, queda de mais de 15 % no ano. Com isso, possui um EPS (TTM) de 2,06, um P/E (TTM) de 3,60 e um ROE (TTM) de 33,11 %. A empresa paga um dividend yield de 2,43 %.
IMMR Gráfico de preços
Em março, reportou resultados financeiros para o terceiro trimestre do exercício fiscal de 2025, segundo os quais a receita total foi de US$ 474,8 milhões nos três meses encerrados em 31 de janeiro de 2025.
O lucro líquido GAAP (prejuízo) foi de US$ 15,5 milhões, ou US$ 0,47 por ação diluída, e o lucro líquido non‑GAAP (prejuízo) foi de US$ 20,8 milhões, ou US$ 0,63 por ação diluída. Enquanto isso, as despesas operacionais GAAP foram de US$ 79,6 milhões, e as despesas operacionais non‑GAAP foram de US$ 74,2 milhões.
Durante esse período, a empresa devolveu mais de US$ 9 milhões aos acionistas através de dividendos e recompra de ações.
“A Immersion apresentou um forte desempenho financeiro no trimestre. Continuamos focados como laser em construir nosso negócio e criar valor de longo prazo para os acionistas.”
– CEO Eric Singer
No verão passado, a empresa adquiriu 42 % da Barnes & Noble Education (BNED ), ganhando assim controle sobre a empresa por meio dos cinco assentos no conselho nomeados pela Immersion. Essa movimentação foi feita na tentativa de expandir seus negócios e diversificar o setor educacional. Em 31 de janeiro de 2025, a participação acionária da Immersion diminuiu para 32,3 % devido a emissões adicionais de ações ordinárias da livraria para acionistas não controladores.
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Conclusão
Hologramas foram algo da ficção científica por muito tempo, e embora várias tentativas tenham sido feitas para torná‑los realidade, a interação direta com eles não foi alcançada. Ao permitir que os usuários alcancem naturalmente e manipulem objetos virtuais, hologramas táteis podem nos ajudar a dar um salto transformador de exibições 3D passivas para experiências verdadeiramente interativas.
Portanto, o estudo FlexiVol, com sua capacidade de permitir interações diretas de alcance através, expande os limites das interfaces virtuais, além de comprovar a viabilidade de difusores elásticos para interação segura e natural das mãos.
Este display volumétrico basicamente estabelece a base para um novo padrão em design de interação 3D, embora sejam necessários avanços adicionais em materiais, háptica e renderização adaptativa para tornar isso comercial e redefinir criatividade, treinamento e trabalho colaborativo. Com possibilidades poderosas para aplicações em educação, entretenimento, medicina e além, essa evolução demonstra o potencial de mesclar os mundos digital e físico de forma mais fluida do que nunca.
