Wissenschaft
Science-Fiction wird real: Volumetrische Projektion wie in Star Wars

Forscher der Brigham University haben eine neue Technik entwickelt, sodass freischwebende 3D-Bilder in den Raum projiziert werden können. Man nennt sie volumetrische Projektionen und weisen deutliche Vorteile gegenüber Hologrammen auf.
von Vera Bauer am 27. Januar 2018

Im ersten Star Wars Film gibt es folgende Szene: Der Droid R2D2 projiziert einen aufgezeichneten Hilferuf von Prinzessin Leia in den Raum und zwar als dreidimensionales Video. Diese Szene ist bis heute unvergessen und seit mehr als 40 Jahren versuchen Forscher dieses sogenannte „Prinzessin Leia Hologramm“ nachzueifern. Es ist eine freischwebende 3D-Projektion, die komplett aus Licht besteht.

Offensichtlich ist es viel schwieriger solch ein Bild zu kreieren, als es George Lucas aussehen ließ. Bisher hatten diese Versuche nur begrenzten Erfolg: Die auf Plasma oder in Luft projizierten Bilder waren meist nur einfarbig oder hatten eine geringe Auflösung. Im Wissenschafts-Magazin Nature ist vor ein paar Tagen allerdings ein neues Dokument aufgetaucht.

Forscher der Brigham Young University haben nämlich ein Projektionssystem entwickelt, das kleine, vollfarbige Bilder erzeugt, die in der Luft schweben. Das System benötigt keine Projektionsfläche oder Spezialgläser und das Bild kann aus jedem Winkel betrachtet werden. Das Ergebnis wird daher technisch als dreidimensionales, freiraumvolumetrisches Bild bezeichnet. Das ist der wissenschaftliche Begriff für die Art von „Hologramm“, die in Science-Fiction-Filmen wie Star Wars, Avatar und Iron Man populär gemacht wurde.

Es gibt jedoch einen entscheidenden Unterschied zu Hologrammen, wie wir sie kennen. Denn wissenschaftlich gesehen, sind Hologramme nur zweidimensionale Projektionen, die einen 3D-Effekt erzeugen. Im Gegensatz dazu haben volumetrische Projektionen tatsächlich drei Dimensionen und deshalb ist der Blickwinkel auf sie auch nicht eingeschränkt. Den Forschern ist wichtig, dass sie Menschen über die Unterschiede aufklären. Das wäre der erste Schritt, die neue Technologie zu verstehen.

Doch wie funktioniert diese neu entdeckte Technologie? Im Grund besteht die volumetrische Projektion aus rund zehn Mikrometer kleinen Partikeln. Man könnte sie auch als Pixel dieses Bildes beschreiben. Diese Teilchen werden durch einen unsichtbaren Laserstrahl bewegt und in bestimmte Anordnungen gebracht. Passen die Positionen, beleuchten die Forscher die Partikel mit roten, blauen und grünem Licht aus RGB-Lasern und erzeugen so das sichtbare Bild. Die Auflösung der Projektionen liegt jetzt schon bei 1.600 Dots per inch (dpi). In einer Pyramide von fünf Zentimetern Höhe sowie Breite und zweieinhalb Zentimetern Tiefe sind das rund fünf Milliarden Bildpunkte.

Der Projektleiter des Forscherteams, Daniel Smalley, vergleicht diesen Prozess mit einem 3D-Drucker für Licht. Man würde im Prinzip ein freischwebendes Objekt aus den Partikeln „drucken“. Das Beste daran ist, dass der unsichtbare Laser die Partikel während der Projektion bewegen kann und dadurch auch dreidimensionale Bewegtbilder projiziert werden.

Die Forscher haben mit ihrer Projektionstechnik bereits ein paar 3D-Objekte erscheinen lassen. Unter anderem ein Schmetterling, leuchtende Ringe oder auch ihre Version der berühmten Szene aus Star Wars. Das 3D-Bild von Prinzessin Leia sucht allerdings in einem Laborkittel um Hilfe, anstatt im Prinzessinnengewand.

Quelle: nature via seeker