A Primeira Tela Holográfica 3D Interativa do Mundo
Lembre-se da cena em Homem de Ferro 2 em que Tony Stark redescobre um Novo Elemento e está Manipulando Elementos Holográficos Virtuais em 3D:
- Com suas mãos,
- Movendo-os,
- Beliscando,
- Passando o dedo,
- Sacudindo,
- e Arremessando?
Muito legal em 2010. E em 2025?
Bem, ainda não chegamos lá, mas isso ainda é Bastante Inovador:
Uma equipe de engenheiros espanhóis criou o primeiro holograma 3D do mundo que pode ter Interação Física.
Universidade Pública de Navarra
A Dra. Elodie Bouzbib, da Universidade Pública de Navarra (UPNA), Juntamente com
- Iosune Sarasate,
- Unai Fernández,
- Manuel López-Amo,
- Iván Fernández,
- Iñigo Ezcurdia
- e Asier Marzo
(os dois últimos, membros do Instituto de Cidades Inteligentes) conseguiram, pela Primeira vez, Exibir Gráficos Tridimensionais em Pleno Ar que podem ser Manipulados com as mãos.
O que é um holograma?
Em geral, os Hologramas são feitos usando Telas Volumétricas Varridas,
- o que Significa que as Imagens são Projetadas em Diferentes Alturas quase Três Mil Vezes por Segundo em uma Superfície Rígida e Oscilante chamada Difusor,
- dando a Aparência de um Objeto Tridimensional Sem a Necessidade de Óculos ou Fones de Ouvido Especiais.
O Difusor se move tão Rapidamente que é Quase Imperceptível ao Olho Humano.
O Problema é que, no momento em que você tentar Interagir com o Holograma:
- você Pode Perder um Dedo
- ou Simplesmente Quebrar a Máquina por Completo.
“O que vemos em filmes e chamamos de hologramas são geralmente Exibições Volumétricas”, diz Bouzbib, o primeiro autor do trabalho. São gráficos que aparecem em pleno ar e podem ser vistos de vários ângulos sem a necessidade de usar óculos de realidade virtual. Eles são chamados de gráficos true-3D”. Ela também destaca que “eles são particularmente interessantes, pois permitem o paradigma ‘Come-and-Interact’, o que significa que os usuários simplesmente se aproximam de um dispositivo e começam a usá-lo”.
Paper | FlexiVol: Tela Volumétrica de alcance com Difusores Elásticos
A Dra. Elodie Bouzbib, da Universidade Pública de Navarra, e sua Equipe Desenvolveram uma Solução Simples: Tiras Difusoras Elásticas.
Embora possa parecer Fácil, a Equipe Testou Várias Iterações, Materiais e Tipos de Tiras, desde Material de Tela de Projetor até Silicone. Não apenas quanto à Elasticidade e Histerese (manutenção da forma original após ser esticada), mas também quanto às suas Propriedades Óticas. Eles escolheram “faixas elásticas” como o material mais adequado para criar seu sistema chamado FlexiVol, mas não especificaram exatamente que tipo de “faixa elástica”.
Usando gestos com os quais você já está acostumado com a tela sensível ao toque do seu telefone – deslizar, tocar para selecionar, beliscar, girar e outros – um usuário pode controlar e manipular efetivamente esses objetos holográficos por meio do difusor elástico.
Universidade Pública de Navarra
Métodos para Interação com um Holograma
O método padrão para Interagir com um holograma ou outro espaço 3D é um mouse 3D, que se parece mais com algo que você encontraria no Controle de Missão do que com um mouse comum. Extremamente preciso, mas não muito rápido sem prática.
‘Já existem protótipos comerciais de monitores volumétricos, como os da Voxon Photonics ou da Brightvox Inc., mas nenhum deles permite a Interação Direta com os Hologramas”, destaca a equipe. Asier Marzo, o principal pesquisador, comenta que a Interação direta significa “poder inserir as mãos para agarrar e arrastar objetos virtuais”. Ele acrescenta: “Estamos acostumados à Interação direta com nossos telefones, onde tocamos um botão ou arrastamos um documento diretamente com o dedo na tela – isso é natural e intuitivo para os seres humanos. Esse projeto nos permite usar essa Interação Natural com Gráficos 3D para aproveitar nossas Habilidades Inatas de Visão e Manipulação 3D”.
Validação do Conceito
Para validar o Conceito, a Equipe Realizou Três Testes de Uso, com 18 Participantes comparando um Mouse 3D com o FlexiVol; Selecionando um Objeto, Traçando um Objeto e Encaixando – onde o Usuário tinha que Colocar um Objeto Dentro de um Objeto.
No teste de seleção, os Usuários foram significativamente mais rápidos ao cutucar a bola (selecionar) com os dedos do que com o mouse 3D. Curiosamente, o Rastreamento teve Praticamente a Mesma Velocidade, mas ao Sobrepor as Rotas de Rastreamento entre os Dois Métodos e Compará-las, os Usuários do FlexiVol foram muito mais Precisos em Seus Rastreamentos. No teste de Encaixe, como era de se Imaginar, a FlexiVol venceu com folga, com sua abordagem muito mais intuitiva de agarrar com os dedos e enfiar.
Embora a Amostra de Sujeitos do Teste fosse Relativamente Pequena, apenas 18, 94% dos Usuários disseram:
- Estavam mais Confiantes em seus Tempos de Conclusão
- e 67% mais Confiantes na Precisão em Comparação com o Uso do Mouse 3D.
- O Método de Alcance Pareceu mais Preciso, mais Natural e Menos Frustrante do que o Mouse, disseram Eles.
O Artigo da Pesquisa está Disponível no HAL; um Vídeo Resumindo os Resultados e a Apresentação estão no YouTube. A Equipe de Pesquisa apresentará a Pesquisa na Conferência CHI 2025, que Ocorrerá em Yokohama (Japão) entre 26 de abril e 1º de maio. Espera-se que mais de 4.000 Pesquisadores participem desse Evento. Empresas como Microsoft, Meta, Apple ou Adobe participarão e apresentarão os Últimos Avanços em Técnicas e Dispositivos Interativos.
Uma Pessoa Segurando um Crânio 3D entre o Dedo Indicador e o Polegar para girá-lo de Forma Precisa.
Essa pesquisa faz parte do projeto InteVol, liderado pela UPNA e financiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa (ERC), que financia as pesquisas de maior prestígio na União Europeia.
Como esses Hologramas Funcionam?
Os visores volumétricos têm uma folha de oscilação rápida chamada difusor, em que as imagens são projetadas de forma síncrona em alta velocidade (2.880 imagens por segundo). Graças à persistência da visão, as imagens projetadas no difusor em diferentes alturas são percebidas como um volume completo. “O problema”, observa a equipe de pesquisa, ‘é que o difusor geralmente é rígido e, se entrar em contato com a nossa mão durante a oscilação, pode quebrar ou causar ferimentos’. Para resolver isso, a equipe substituiu o difusor rígido por um elástico após testar diferentes materiais quanto às suas propriedades ópticas e mecânicas. O desafio é que “os materiais elásticos se deformam e exigem correção de imagem”, acrescenta Bouzbib.
Essa Inovação possibilita Novas Maneiras de Interagir com Gráficos 3D, permitindo que os usuários
- agarrar
- e manipulem objetos virtuais naturalmente.
“Por exemplo, segurar um cubo entre o dedo indicador e o polegar para movê-lo e girá-lo, ou simular pernas andando em uma superfície usando os dedos indicador e anelar”, ilustram.
Aplicações Práticas
“Displays, como telas e dispositivos móveis, estão presentes em nossas vidas para trabalhar, aprender ou se divertir. Ter gráficos tridimensionais que podem ser manipulados diretamente tem aplicações na educação, por exemplo,
- Visualização
- e Montagem
- as Peças de um Motor. Além disso, Vários Usuários podem Interagir de Forma Colaborativa sem a Necessidade de Fones de Ouvido de Realidade Virtual. Esses Monitores podem ser Particularmente Úteis em Museus, por exemplo, onde os visitantes podem simplesmente se Aproximar e Interagir com o conteúdo”, explica a equipe de pesquisa.
A Dra. Bouzbib disse que está procurando aprimorar ainda mais o projeto usando ultrassom focalizado ou fios condutores para simular o feedback háptico… o que me faz pensar se o elástico não é chocante o suficiente.
