De kan vara små vapen, men Brigham Young Universitys holografiforskningsgrupp har kommit på hur man skapar ljussabel – grönt för Yoda och rött för Darth Vader, naturligt - med faktiska ljusstrålar som stiger upp från dem.

Inspirerad av science fiction-utställningar, forskarna har också skapat strider mellan lika små versioner av Starship Enterprise och en Klingon Battle Cruiser som innehåller fotontorpeder som lanserar och slår mot fiendens fartyg som du kan se med blotta ögat.

"Det du ser i de scener vi skapar är verkligt; det finns inget datorgenererat om dem, " sa ledande forskare Dan Smalley, professor i elektroteknik vid BYU. "Det här är inte som filmerna, där ljussvärden eller fotontorpederna aldrig riktigt existerade i det fysiska rummet. Dessa är verkliga, och om du tittar på dem från alla vinklar, du kommer att se dem existera i det utrymmet."

Det är det senaste arbetet från Smalley och hans team av forskare som fick nationell och internationell uppmärksamhet för tre år sedan när de kom på hur man ritar skärmlöst, fritt flytande föremål i rymden. Kallade optiska fällor, de skapas genom att fånga en enda partikel i luften med en laserstråle och sedan flytta runt partikeln, lämnar efter sig en laserbelyst väg som flyter i luften; som en 3D-skrivare för ljus.

Forskargruppens nya projekt, finansieras av ett National Science Foundation CAREER -bidrag, går till nästa nivå och producerar enkla animationer i tomma luften. Utvecklingen banar väg för en uppslukande upplevelse där människor kan interagera med holografiska virtuella objekt som samexisterar i deras omedelbara rum.

"De flesta 3D -skärmar kräver att du tittar på en skärm, men vår teknik tillåter oss att skapa bilder som svävar i rymden – och de är fysiska; inte någon hägring, "Smalley sa." Denna teknik kan göra det möjligt att skapa levande animerat innehåll som kretsar runt eller kryper på eller exploderar ur fysiska föremål varje dag. "

För att visa den principen, teamet har skapat virtuella käppfigurer som går i tomma luften. De kunde visa samspelet mellan sina virtuella bilder och människor genom att låta en elev placera ett finger mitt i den volymetriska displayen och sedan filma samma pekfinger som gick längs och hoppade av det fingret.

Smalley och Rogers beskriver dessa och andra senaste genombrott i en ny artikel publicerad i Nature's Vetenskapliga rapporter den här månaden. Arbetet övervinner en begränsande faktor för optiska fällskärmar:där denna teknik saknar förmågan att visa virtuella bilder, Smalley och Rogers visar att det är möjligt att simulera virtuella bilder genom att använda en tidsvarierande perspektivprojektionsbakgrund.

"Vi kan spela några snygga trick med rörelseparallax och vi kan få skärmen att se mycket större ut än den fysiskt är, "Rogers sa." Denna metodik skulle tillåta oss att skapa en illusion av en mycket djupare display upp till teoretiskt en oändlig storlek display. "