6 вещей о голографии, которых вы могли не знать

6 вещей о голографии, которых вы могли не знать

Если 2D-картинка стоит тысячи слов, то 3D-изображение миллиона. С помощью голографии можно воссоздать 3D-изображения в виде голограммы, и этот процесс не похож ни на что другое. Даже спустя 70 лет после изобретения эта технология продолжает находить свое применение. Здесь мы представляем шесть фактов о странном и удивительном мире голографии, которых вы могли не знать.

1. Майкл Джексон не был голограммой

Когда вы видите Тупака, Майкла Джексона или кого-либо другого «вживую», они не являются голограммами, как таковыми. Это набор спецэффектов и фундаментальная голография не имеет к этому отношения. Этот трюк берет свое начало в далеких 1800-х, когда иллюзионист Джон Пеппер использовал зеркало и прозрачное стекло, чтобы «вызывать» призраков. Похожая схема используется и в современных развлекательных шоу.

2. Голограмма отличается от всех остальных видов изображения

Допустим, что вы взяли камеру, щелкнули затвором и запечатлели некоторую информацию. С оптической точки зрения, вы храните определенный момент амплитуды светового поля. В результате огромное количество информации в этой области света отбрасывается. Голограмма (изобретенная в 1947 году Деннисом Габором) в своем общем смысле записывает и воспроизводит всю информацию светового поля.

Интересно объясняющее видео можно посмотреть ниже.

Естественно возникает вопрос – как можно этого добиться? Если вы берете объект, который нужно отобразить, освещаете его с помощью лазера, и собираете рассеянный свет другим лазером, то запись этого узора и будет голограммой. Она охватывает амплитуда, фазу и длину волн света вокруг объекта. Теперь, если же рассмотреть эту запись в микроскоп, мы увидим интерференционные полосы. Если же осветить запись тем же источником, то полосы объединяются, чтобы воссоздать первоначальный объект.

6 вещей о голографии, которых вы могли не знать

Этот метод был придуман почти 70 лет назад для формирования статических голограмм. Почему же нельзя динамически изменять голограммы и создать голографический дисплей?

3. Голографические 3D-дисплеи все еще далеки

6 вещей о голографии, которых вы могли не знать

Проблема создания таких дисплеев в том, что количество информации в обычной голограмме огромно. Считается, что для создания чистого  голографического 3D-дисплея потребуется порядка миллиона триллионов пикселей, а при частоте обновления даже 30 кадров в секунду и так огромное количество данных увеличивается в разы. Кроме этого требуется технология, которая может в режиме реального времени записывать всю информацию светового поля и коммуникационные технологии, способные передать это, а также компьютер для обработки данных. Учитывая, что мы только входим в эру 4K, где экран содержит примерно 10 миллионов пикселей, то до полноценных экранных голограмм на пользовательском уровне нам еще далеко.

4. Голограмма может создаваться и отображаться компьютером

Как уже говорилось, мы имеем дело с большим количеством информации. Текущие методы отображения динамических голограмм опираются на пространственные модуляторы света (SLM). Это небольшие устройства отображения, в которых голограммы изменяют интенсивность лазерного луча для проецирования изображения.

Теперь, как считывается голограмма? В идеале нужно записать всю информацию светового поля, но сейчас нет коммерческого прибора для этого. Вместо этого, можно сделать электромагнитное моделирование волн, чтобы выяснить, как выглядит световое поле, рассеянное от объекта, а затем записать эту информацию для формирования голограммы. Но даже это довольно сложно для нынешних вычислительных технологий.

6 вещей о голографии, которых вы могли не знать

Более разумным способ является моделирование голограмм Фурье. Этот метод основывается на математическом представлении объекта дифракции. Преобразования Фурье могут быстро выполняться на современных компьютерах, позволяя генерировать простые голограммы.

5. Лучший голографический телевизор был создан 10 лет назад и стоил целое состояние
Qinetiq разработали прототип голографического дисплея, основанный на технологии пространственных модуляторов 12 лет назад. В нем использовалась активная система плиток с двумя разными пространственными модуляторами света, что обеспечивало сигналы, необходимые для получения 3D-изображения. Но он был очень дорогой в производстве, и его разработка была прекращена, тем не менее, его конструкция была максимально приближена к понятию классической голограммы.

6 вещей о голографии, которых вы могли не знать

6. Голография пригодится не только телевизорам

Голография как дисциплина может найти применение во многих областях. И вот лишь несколько примеров:

  • Электронное изображение. При прохождении через тонкопленочные материалы можно наблюдать фазовый сдвиг электронной интерференции, благодаря чему можно определить состав материалов.
  • Хранение данных. Оптические диски хранят информации на поверхности, тем не менее, с помощью голографии можно записывать информацию по всему объему материала и с разных углов, что увеличит вместимость приборов хранения.
  • Голографические оптические пинцеты. Оптический пинцет использует силы света, чтобы передвигать маленькие частицы (в основном в в биологических сферах) и создавать оптические ловушки. С помощью синтезированных на компьютере голограмм исследователи могут манипулировать большими массивами частиц на малых расстояниях.
  • Безопасность. Голограммы используются на банкнотах и кредитных картах десятки лет. Производство таких структур является чрезвычайно сложным, что усложняет подделку.
     

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top