صفحات سه بعدی جدید، تلفیقی از تعامل لمسی، بصری و صوتی هستند

این روزها توسعه‌ی بسیاری از فناوری‌ها در بخش‌هایی که پیش‌تر طراحی کاربردی در آن‌ها تثبیت شده انجام می‌پذیرد. توربین‌های بادی نمونه‌ی زنده‌ای از این ادعا هستند. دهه‌ها پیش چندین ایده‌ی افراطی در مورد فناوری مذکور مطرح بود که همه‌ی آن‌ها مدعی افزایش کارایی بودند؛ اما در نهایت توربین‌های بادی در طراحی استاندارد کنونی خود تثبیت شدند. در حال حاضر نیز بیشتر تحقیقات معطوف به این مورد است که چگونه می‌توان کارایی طراحی استاندارد توربین‌های بادی را بالا برد. سیستم یادشده در قیاس با فناوری‌های بالغ و به تکامل رسیده، از بسیاری جهات کسل‌کنننده به‌نظر می‌رسد.

هم‌اکنون نمایشگرهای سه‌بعدی در مرحله‌ی ایده‌های افراطی قرار دارند. در حالی‌که فناوری‌های VR (واقعیت مجازی) بی‌شماری در بازار وجود دارند، هیچ یک از آن‌ها از بسیاری جهات راضی‌کننده به‌نظر نمی‌رسند. فناوری‌های فراوانی عرضه شده که بدون نیاز به عینک قابلیت نمایش محتوای سه‌بعدی را دارند. اما همین ایده‌ها با مشکلات خود دست به گریبانند. سرعت پایین نرخ نوسازی، سخت‌افزار پیچیده و فقدان حالت استاندارد‌شده‌ی رابط کاربری، از جمله مشکلات یادشده هستند. یک شرکت صفحه‌ای سه‌بعدی را توسعه داده که بدون لمس کردن می‌توان درون آن به ایجاد محتوا یا گیمینگ پرداخت.

سیستم پیشین، حرکتِ نقطه‌ی شناور را با استفاده از لیزرها کنترل می‌کرد، به همین دلیل علاوه‌بر ایجاد بازتاب روی نقطه، مقدار اندکی نیرو نیز تولید می‌کردند. اگر نیروی تولیدی از نظر کمی پایین بود، باعث ایجاد محدودیت در حرکت نقطه می‌شد. درنتیجه ردیابی اجسام بزرگ‌تر توسط لیزرها برای ایجاد تصنع بصری برای اینکه چشم‌ها حرکت نقطه را نبینند سخت‌تر می‌شد.

براساس آنچه از طرز کار دستگاه ذکر شد، نکته‌ی منفی چنین فناوری این بود که هر تصویری تنها در بخشی از دستگاه که قادر به حرکت است تشکیل شده و هرگونه اقدام تعاملی با تصویر توسط دستان درصورت برخورد با قسمت متحرک، متوقف می‌شد. «نقطه‌»ی یادشده درواقع مهره‌ای پلیمری در اندازه‌ی یک میکرومتر بود که در سراسر دستگاه حرکت می‌کرد. ابعاد کوچک باعث می‌شد تا مهره‌ی مذکور تا حد زیادی دیده نشود. سیستم نمایشگر به‌گونه‌ای بود که با تاباندن لیزرها روی مهره، آن را نامرئی کرده و سبب می‌شد تا کاربران نور منعکس‌شده را ببینند. لیزر با تولید رنگ‌های قرمز، آبی و سبز باعث می‌شود تا نقطه‌ی گفته‌شده با طیف کاملی از رنگ‌ها بدرخشد.

در هر حال صفحه‌نمایش جدیدی که پیش‌تر اشاره شد، ژنراتورهای فراصوتی را جایگزین لیزرها کرده که توانایی تولید نیروی بیشتری دارد. با اینکه پیش‌تر در این راستا تلاش‌هایی صورت گرفته بود، اما تیم تولیدکننده‌ی نمایشگر سه‌بعدی فراصوت تاکنون بیشترین سرعت را برای حرکت نقطه‌ی مذکور به‌نام خود ثبت کرده است. سرعت نقطه در دستگاه جدید به گونه‌ای است که در یک ثانیه مسافتی افقی به پهنای ۳٫۷۵ متر و مسافتی عمودی به ارتفاع ۹ متر را طی می‌کند. این امر نمایش به‌مراتب بهتری را ایجاد می‌کند. اینکه محققان در روش جدید لیزرها را به‌صورت کامل کنار گذاشته و در عوض از LEDهای رنگی برای بازتاب نور از نقطه استفاده می‌کنند، از نظر نویسنده‌ی مقاله امری منفی است. البته با بهره‌گیری از دیودهای LED، محققان توانسته‌اند با پراکنده کردن نور سیاه در اطراف شیء از پخش پرتوی‌های نور بی‌مصرف جلوگیری کنند.

علاوه‌بر این افزایش چشم‌گیر سرعتِ نقطه‌ی نمایش، ژنراتورهای فراصوت دو ویژگی دیگر را ارائه می‌دهند که باعث شده توسعه‌دهندگان دستگاه، آن را به‌عنوان یک تَله‌ی آکوستیک (صوتی) چندحالته معرفی کنند. یکی از ویژگی‌های مذکور، صدای رسایی است که با کنترل برهم‌کنش ژنراتورهای متعدد فراصوت ایجاد می‌شود. درحالی‌که اضافه‌کردن بلندگوها به دستگاه‌های نمایش یک امر عادی است، توانایی ایجاد صوت در نقطه‌ای که اشیا نمایش داده می‌شوند، جلوه‌های جالبی را ایجاد می‌کند.

مسئله‌ی چشم‌گیر دیگر این است که استفاده از امواج فراصوت سبب شده تا درون خود صفحه شاهد بازخورد لمسی باشیم. به بیان دیگر اگر کاربر بخواهد دکمه‌ای که توسط نمایشگر نمایش داده می‌شود را فشار دهد، امواج فراصوت چنین حسی را القا می‌کند که کاربر واقعا در حال لمس شیء فیزیکی است. چنین ویژگی، بزرگ‌تر از چیزی است که به‌نظر می‌رسد. نگارنده‌ی مطلب ادعا دارد که با این نمایشگر کار کرده و فناوری نمایشگر سه‌بعدی مذکور با شناسایی موقعیت انگشتان دست، اجازه‌ی تعامل را به کاربر می‌دهد. او می‌گوید تعامل با دستگاه از این‌رو سخت بوده که اگر ژست‌های حرکتی کاربر پاسخ نادرستی را ایجاد می‌کرد یا اصلا پاسخی را ایجاد نمی‌کرد، تشخیص اینکه آیا تعامل کاربر با صفحه‌ی نمایش اشتباه بوده یا موقعیت انگشتان با نمایشگر هماهنگ نشده، کار به‌غایت دشواری است. پاسخ لمسی در دستگاه مذکور باید مشخص‌تر و دقیق‌تر شود.

جنبه‌های «چندحالته» هزینه‌ای را برای نمایشگر مذکور به‌همراه داشته است. استفاده از ژنراتورهای فراصوت برای تولید هم‌زمان صدا و بازخورد، باعث شده تا سرعت به نصف کاهش پیدا کند. حقیقت این است که ارائه‌ی بازخورد لمسی و صدا به‌صورت هم‌زمان امکان‌پذیر نیست.

نکته‌ی منفی دستگاه، تنها مورد یادشده نیست. مسئله‌ی بزرگ‌تر این است که باتوجه به اینکه نقطه‌ای که پیش‌تر اشاره شد، روی تختی از امواج صوتی معلق است، لزوما تعامل با نمایشگر محدود شده است. هرگونه ژست حرکتی که با تعلیق نقطه‌ی مذکور تداخل داشته باشد، برای مثال قرار دادن انگشتان زیر شیء قابل‌رویت، باعث سقوط نقطه از نمایشگر خواهد شد. از طریق نصب نرم‌افزارهای مربوطه، تاحدودی می‌توان از مشکل یادشده جلوگیری کرد، اما چنین روشی نیز مانع از نمایش محتوای قیمت فوقانی بخش مربوط به تعامل خواهد شد.

بنابراین جای پیشرفت بسیاری در صفحه‌ی نمایش سه‌بعدی جدید وجود دارد. محققان دستگاه مذکور را با سرهم‌کردن سخت‌افزارهایی درست کرده که در بازار موجود بود و ارزان هستند. درنتیجه هر شخصی به‌صورت بالقوه توانایی ساخت چنین دستگاهی را دارد. اما استفاده از سخت‌افزارهای خاص و حرفه‌ای احتمالا کارایی بالاتری را ایجاد خواهد کرد. منابع نور روشن‌تر، یکی از مواردی است که نویسنده از آن یاد کرده، اما بزرگ‌ترین قسمتی که لازم است توسعه یابد، ساخت مدلی دقیق‌تر از نحوه‌ی تعامل امواج فراصوت با نقطه‌ی نمایشگر است؛ موردی که محققان دستگاه از انجام آن عاجز بوده‌اند. ساخت مدلی دقیق‌تر امکان استفاده‌ی بهتر از حداکثر سرعت و شتابی که مشاهده شد را فراهم کرده و محتوای بصری بزرگ‌تر و پیچیده‌تری را ایجاد می‌کند.

بنابراین، مجموعه‌ای از جوانب مثبت و منفی در مورد این طرح وجود دارد که به‌جای بازنگری روی استانداردهای از پیش تعریف‌شده، حاصل از تجربه‌ی فناوری متفاوت و تازه در عصری جدید است.  اما این واقعیت که زمینه‌ی بسیاری برای گسترش فناوری مذکور از طریق به‌کارگیری سخت‌افزارهایی کاملا متفاوت وجود دارد، نشان‌دهنده‌ی این موضوع است که چرا فناوری صفحات نمایشگر هنوز هم هیجان‌انگیز است.