Science-fiction movies portray volumetric systems that provide not only visual but also tactile and audible three-dimensional (3D) content. Displays based on swept-volume surfaces1,2, holography3, optophoretics4, plasmonics5 or lenticular lenslets6 can create 3D visual content without the need for glasses or additional instrumentation. However, they are slow, have limited persistence-of-vision capabilities and, most importantly, rely on operating principles that cannot produce tactile and auditive content as well. Here we present the multimodal acoustic trap display (MATD): a levitating volumetric display that can simultaneously deliver visual, auditory and tactile content, using acoustophoresis as the single operating principle. Our system traps a particle acoustically and illuminates it with red, green and blue light to control its colour as it quickly scans the display volume. Using time multiplexing with a secondary trap, amplitude modulation and phase minimization, the MATD delivers simultaneous auditive and tactile content. The system demonstrates particle speeds of up to 8.75 metres per second and 3.75 metres per second in the vertical and horizontal directions, respectively, offering particle manipulation capabilities superior to those of other optical or acoustic approaches demonstrated until now. In addition, our technique offers opportunities for non-contact, high-speed manipulation of matter, with applications in computational fabrication7 and biomedicine8. A volumetric display that can simultaneously deliver visual, tactile and auditory content is demonstrated.

中文翻译：

---

使用声学捕获的视觉、触觉和音频呈现的体积显示

科幻电影描绘了不仅提供视觉而且提供触觉和听觉三维 (3D) 内容的体积系统。基于扫描体积表面 1、2、全息 3、光致发光 4、等离子体 5 或双凸透镜 6 的显示器可以创​​建 3D 视觉内容，而无需眼镜或其他仪器。然而，它们速度慢，视觉暂留能力有限，最重要的是，它们依赖于无法产生触觉和听觉内容的操作原理。在这里，我们展示了多模态声学陷阱显示器 (MATD)：一种悬浮体积显示器，可以同时提供视觉、听觉和触觉内容，使用声泳作为单一操作原理。我们的系统在声学上捕获粒子并用红色照亮它，绿色和蓝色的光来控制它的颜色，因为它快速扫描显示体积。使用带有二级陷波、幅度调制和相位最小化的时间复用，MATD 可同时提供听觉和触觉内容。该系统在垂直和水平方向上分别展示了高达每秒 8.75 米和每秒 3.75 米的粒子速度，提供了优于迄今为止展示的其他光学或声学方法的粒子操纵能力。此外，我们的技术为物质的非接触式、高速操作提供了机会，并在计算制造 7 和生物医学 8 中得到应用。演示了一种可以同时提供视觉、触觉和听觉内容的体积显示器。使用带有二级陷波、幅度调制和相位最小化的时间复用，MATD 可同时提供听觉和触觉内容。该系统在垂直和水平方向上分别展示了高达每秒 8.75 米和每秒 3.75 米的粒子速度，提供了优于迄今为止展示的其他光学或声学方法的粒子操纵能力。此外，我们的技术为物质的非接触式、高速操作提供了机会，并在计算制造 7 和生物医学 8 中得到应用。演示了一种可以同时提供视觉、触觉和听觉内容的体积显示器。使用带有二级陷波、幅度调制和相位最小化的时间复用，MATD 可同时提供听觉和触觉内容。该系统在垂直和水平方向上分别展示了高达每秒 8.75 米和每秒 3.75 米的粒子速度，提供了优于迄今为止展示的其他光学或声学方法的粒子操纵能力。此外，我们的技术为物质的非接触式、高速操作提供了机会，并在计算制造 7 和生物医学 8 中得到应用。演示了一种可以同时提供视觉、触觉和听觉内容的体积显示器。该系统在垂直和水平方向上分别展示了高达每秒 8.75 米和每秒 3.75 米的粒子速度，提供了优于迄今为止展示的其他光学或声学方法的粒子操纵能力。此外，我们的技术为物质的非接触式、高速操作提供了机会，并在计算制造 7 和生物医学 8 中得到应用。演示了一种可以同时提供视觉、触觉和听觉内容的体积显示器。该系统在垂直和水平方向上分别展示了高达每秒 8.75 米和每秒 3.75 米的粒子速度，提供了优于迄今为止展示的其他光学或声学方法的粒子操纵能力。此外，我们的技术为物质的非接触式、高速操作提供了机会，并在计算制造 7 和生物医学 8 中得到应用。演示了一种可以同时提供视觉、触觉和听觉内容的体积显示器。我们的技术为物质的非接触、高速操纵提供了机会，并在计算制造7和生物医学8中得到应用。演示了一种可以同时提供视觉、触觉和听觉内容的体积显示器。我们的技术为物质的非接触、高速操纵提供了机会，并在计算制造7和生物医学8中得到应用。演示了一种可以同时提供视觉、触觉和听觉内容的体积显示器。