OptiTrap: Optimal Trap Trajectories for Acoustic Levitation Displays
OptiTrap: Optimal Trap Trajectories for Acoustic Levitation Displays
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OptiTrap：声悬浮显示器的最佳陷阱轨迹
DOI：
10.1145/3517746
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发表时间：
2022
影响因子：
6.2
通讯作者：
Paneva V
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Paneva V
声悬浮最近证明了通过捕获粒子并沿着参考路径快速移动粒子以揭示半空中的形状来创建体积内容的能力。然而，指定物理上可行的陷阱轨迹以显示所需形状的问题仍未解决。即使内容创建者只对最终形状感兴趣，陷阱轨迹也需要确定陷阱需要出现的位置和时间，以便粒子揭示预期的形状。我们提出了 OptiTrap，这是第一个计算声悬浮显示器陷阱轨迹的结构化数值方法。我们的方法生成物理上可行且接近时间最优的陷阱轨迹，并在仅给出参考路径（即没有时间信息的形状）的情况下揭示通用的空中形状。我们提供了陷阱周围声力的多维模型，以对陷阱粒子系统动力学进行建模，并通过制定和解决非线性路径跟踪问题来计算最佳陷阱轨迹。我们制定了我们的方法并对其进行了评估，展示了OptiTrap如何始终如一地生成可行且接近最佳的路径，同时渲染形状的尺寸、频率和准确性不断增加，使我们能够展示比迄今为止所展示的更大、更复杂的形状。
Acoustic levitation has recently demonstrated the ability to create volumetric content by trapping and quickly moving particles along reference paths to reveal shapes in mid-air. However, the problem of specifying physically feasible trap trajectories to display desired shapes remains unsolved. Even if only the final shape is of interest to the content creator, the trap trajectories need to determine where and when the traps need to be, for the particle to reveal the intended shape. We proposeOptiTrap, the first structured numerical approach to compute trap trajectories for acoustic levitation displays. Our approach generates trap trajectories that are physically feasible and nearly time-optimal, and reveal generic mid-air shapes, given only a reference path (i.e., a shape with no time information). We provide a multi-dimensional model of the acoustic forces around a trap to model the trap-particle system dynamics and compute optimal trap trajectories by formulating and solving a non-linear path following problem. We formulate our approach and evaluate it, demonstrating howOptiTrapconsistently produces feasible and nearly optimal paths, with increases in size, frequency, and accuracy of the shapes rendered, allowing us to demonstrate larger and more complex shapes than ever shown to date.
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DOI：
10.1145/3343055.3359704
发表时间：
2019-11
期刊：
Proceedings of the 2019 ACM International Conference on Interactive Surfaces and Spaces
影响因子：
--
作者：
M. A. Norasikin;D. M. Plasencia;G. Memoli;S. Subramanian
通讯作者：
M. A. Norasikin;D. M. Plasencia;G. Memoli;S. Subramanian
ArticuLev：用于铰接式多珠悬浮基元的集成自组装管道
DOI：
10.1145/3411764.3445342
发表时间：
2021
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Fender A
通讯作者：
Fender A
影响因子：
4
作者：
Fushimi, T.;Hil, T. L.;Drinkwater, B. W.
通讯作者：
Drinkwater, B. W.
悬浮模拟器：虚拟现实中的超声波悬浮接口原型设计
DOI：
10.1145/3313831.3376409
发表时间：
2020
期刊：
Proceedings of the 2020 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems
影响因子：
--
作者：
Viktorija Paneva;Myroslav Bachynskyi;Jörg Müller
通讯作者：
Jörg Müller
影响因子：
16.6
作者：
Marzo A;Seah SA;Drinkwater BW;Sahoo DR;Long B;Subramanian S
通讯作者：
Subramanian S