Interfaces krijgen drie dimensies

Volgens Garcia-Garibay vindt de ontwikkeling van het scherm op soortgelijke wijze plaats als de uitvinding van de LCD. “Je kunt het zien als een verzameling op elkaar gestapelde LCD’s, die zo een ruimtelijk weergaveblok vormen. We maken gebruik van speciale materialen, die een planparallelle kristallijne structuur hebben. Wanneer je op microscopische schaal kijkt, dan zie je een driedimensionaal kristalrooster met een herhaalde structuur. De kunst is nu, om de moleculen in dat rooster aan te sturen zodat je 3D-informatie kunt laten zien”, aldus de hoogleraar. Kompasnaalden Het kristalmateriaal is van organische oorsprong en de moleculen gedragen zich als kleine kompasnaaldjes. Garcia-Garibay: “Zo’n naaldje laat zich door het toedienen van een uitwendige stimulus in een bepaalde stand zetten. De lichtbreking wordt daardoor beïnvloed. Het omklappen van de naaldjes kost vrij weinig tijd, zodat we bewegende 3D-beelden zouden kunnen weergeven.” De draairichting van de naaldjes en de kleur van de kristallen kan apart worden beïnvloed, door middel van elektrische en magnetische velden. Het ontwikkelteam moet nu een methode verzinnen, waarmee die velden op de juiste manier gegenereerd kunnen worden. Garcia-Garibay is inmiddels tien jaar verbonden aan de UCLA en begon zo’n drie jaar geleden met de eerste aanzet tot het huidige onderzoek. Wat de praktische toepassing van de techniek betreft, houdt de hoogleraar een aantal slagen om de arm. “Ik denk dat we eerst een minimaal prototype zullen maken, wat dan in een aantal stappen wordt omgewerkt tot uiteindelijk een verkoopbaar product. Het is echt niet zo dat we al met een 3D-tv op de proppen kunnen komen, hoor”, aldus Gracia-Garibay. Deelmarktje Volgens Peter Glaskowsky, analist bij MicroDesign Resources, worden elk jaar op de grafische conferentie Siggraph wel een paar nieuwe 3D-schermtechnieken gepresenteerd. Hij stelt bovendien vast, dat geen van deze producten echt succes heeft, of het moet op een zeer beperkt deelmarktje zijn. “Meestal gaat het om een dubbel scherm, dat net zo werkt als de stereoscoop van vroeger. Door aan ieder oog een apart beeldje te presenteren, opgenomen onder een iets andere hoek, ontstaat een ruimtelijk effect. Zoiets kun je inbouwen in een bril.” “Andere systemen werken met een enkel scherm, maar met een bril waarvan de glazen afwisselend donker en doorzichtig worden gemaakt. Die bewegingen zijn gesynchroniseerd met beelden die op een monitor worden vertoond. Zo kun je met één scherm de wisselende beelden beurtelings toedienen aan beide ogen en heb je weer een ruimtelijk effect. Maar het blijft allemaal simulatie”, aldus Glaskowsky. In het verleden is wel geprobeerd om een ruimtelijke weergave voor elkaar te krijgen door gebruik te maken van een holle spiegel. De truc was, dat de kromming van die spiegel met behulp van een elektromagneet veranderd kon worden. Door die wijziging van de kromming te synchroniseren met een laserstraal, konden ruimtelijke beelden worden getekend. De techniek achter dit type scherm was echter niet bijster uitgerijpt en er zijn ook geen pogingen gedaan om dat voor elkaar te krijgen. De ontwikkelaars van ruimtelijke schermen zochten en zoeken het allemaal in de simulatietechniek. Het voordeel is dat zo’n systeem goedkoop te maken is, maar er kleven ook wat nadelen aan zo’n scherm. Glaskowsky: “Een gebruiker die een hele tijd met een stereobril op zijn hoofd zit, wil op een gegeven moment wat anders. Ook bij een groter projectiescherm treden problemen op, zoals flikkering, beelden die niet helemaal op elkaar zijn afgesteld en dergelijke. Vaak leidt dit tot gebruikers met hoofdpijn. Na langdurig gebruik krijgt iedere gebruiker last van nadelige bijwerkingen.” Volgens de analist staan er ieder jaar wel firma’s op, die claimen dat zij een oplossing voor deze problemen hebben gevonden. “Maar... ik moet de echte oplossing nog onder ogen krijgen. Ik ga er zelf van uit dat het probleem onoplosbaar is”, aldus Glaskowsky. Ruimtelijk Niet alleen bij de weergave, ook bij de invoer van gegevens kan ruimtelijk worden gewerkt. Diverse firma’s werken hard aan systemen om 3D-input mogelijk te maken. Een voorbeeld is het bedrijfje Canesta, dat recent is begonnen in Silicon Valley. Canesta werkt met een contactloze invoertechniek, die de naam ‘Electronic Perception’ heeft gekregen. Een cameraatje speelt een cruciale rol bij deze techniek. Door een lens wordt een ruimtelijk beeld gevormd van de omgeving van een pc. Het apparaat is daardoor in staat een ruimtelijk beeld van die omgeving in zich op te nemen. Voorwerpen of gebruikers in die omgeving worden waargenomen en er kan actie op volgen. “Met ons systeem kan een machine ‘zien’ wat een gebruiker aan het doen is. Uit zijn of haar handgebaren kan een bepaald commando worden berekend”, zegt Naxim Kareemi, algemeen directeur van Canesta. Canesta gebruikt een geavanceerde techniek waardoor zelfs met een ultra goedkope sensor toch 3D-waarnemingen kunnen worden gedaan. Kareemi: “Niet alleen zijn de sensoren goedkoop, ze zijn ook klein en dus erg draagbaar. Gebruik in een telefoon of PDA is dan ook prima mogelijk. We maken dankbaar gebruik van het feit dat licht een weliswaar hoge, maar toch eindige snelheid heeft. De sensor wordt in combinatie gebruikt met een lichtbron, die zeer korte lichtflitsen produceert. Deze lichtpulsen worden weerkaatst door de omgeving, net zoals een radar dat doet met radiopulsen. Uit de reflecties kunnen we een reliëfkaart van de omgeving berekenen. Deze methode is onlangs al gepatenteerd.” De techniek van Canesta zal het eerst worden toegepast in interactieve spelletjes, bijvoorbeeld een moderne variant van het aloude tennisspel.