- •Введение
- •Определение
- •Историческая справка
- •Физические принципы и свойства голографии
- •Суть метода голографии
- •Источники света
- •Характеристика объектов для голографирования
- •Регистрирующие среды
- •Галогенсеребряные фотоматериалы
- •Фотохромные кристаллы
- •Сегнетоэлектрические кристаллы
- •Голографические фотополимерные материалы
- •Основные свойства голограмм
- •Возможность восстановления объектной волны
- •Делимость голограммы
- •Воспроизведение широкого диапазона градаций яркости объекта
- •Методы записи голограмм
- •Голограмма Габора
- •Отражательная голограмма ю.Н. Денисюка
- •Пропускающая голограмма и.Лейта и ю.Упатниекса
- •Радужная голограмма Бентона
- •2D-3d-голограммы
- •3D-голограммы
- •Рентгеновская голография
- •Синтезированные (цифровые) голограммы
- •Многоракурсные голограммы
- •Деметаллизированные голограммы
- •Применение и перспективы развития голографии
- •Защита от подделок
- •Голографическое телевидение
- •Синхронизированные камеры и компьютеры
- •Трехмерные голографические экраны
- •Фазированная антенная решетка
- •Проект Virtual Soldier
- •Заключение
- •Список источников
Голографическое телевидение
Методы голографии находят все большее развитие и применение, в том числе в кино и телевидении. Ведь если есть статическое объемное изображение, то почему не создать динамическое - голографическое кино? Такое кино дает не иллюзию объемности, а саму объемность и, соответственно, яркий эффект присутствия зрителя в киносцене.
|
|
|
Разработка технологий голографического изображения объектов ведется по нескольким направлениям.
Синхронизированные камеры и компьютеры
|
Продемонстрировал всему миру канал СNN в ноябре 2008 г. Его ведущий Андерсон Купер провел интервью в режиме реального времени с голограммой знаменитого исполнителя Уильяма Джеймса Адамса, находящегося в совсем другом месте. Человека, проецируемого в студию CNN, одновременно снимали 35 камер высокого разрешения. Камеры совместным потоком передавали сложную картинку в студию, будучи, в свою очередь, синхронизированными со студийными камерами, чтобы не произошло никаких накладок. Кроме того, для большей надежности применялось и инфракрасное сканирование. И после всего этого общую картинку в режиме реального времени обрабатывали сразу 12 компьютеров. А 4 ноября 2008 г. в студии телеканала CNN зрителям о ходе голосования на президентских выборах в США рассказывали в прямом эфире цифровые голограммы ведущих. |
|
|
Трехмерные голографические экраны
Автор новой работы - Насер Пейхамбариан, профессор из Аризонского университета. Основа устройства – новый полимерный материал, который может записывать трёхмерную графическую информацию, стирать ее и выводить на экран новый объёмный кадр в считанные минуты. Несмотря на то, что внедрение новой технологии в использование подразумевает ряд технических сложностей, ученые уверены, что им удастся усовершенствовать свое изобретение и добиться обновления голографической информации со скоростью около 30 кадров в минуту.
|
Сейчас голографический дисплей, разработанный аризонскими специалистами, представляет из себя пленку толщиной менее миллиметра и площадью около 10 квадратных сантиметров. Трехмерное голографическое изображение может быть построено на таком экране менее чем за 3 минуты. Чтобы добиться такой эффективности ученые поместили фотополимер между двумя стеклянными пластинами, к которым приложили разность потенциалов в 9 тысяч вольт. |
|
|
Пейхамбариан уверен, что в течение нескольких лет ему удастся довести скорость обновления графической информации на экране до уровня, достаточного для создания полноценного видеомонитора. Данное голографическое устройство может быть использовано в медицинских целях, а также наверняка заинтересует военных.
Фазированная антенная решетка
Специалисты Массачусетского технологического института впервые смогли создать оптическую фазированную антенную решетку (ФАР). Помимо всего прочего, она позволит создавать голографические телевизоры, в которых объект можно будет рассматривать со всех сторон.
Управлять лучом света можно двумя способами: с помощью механических приводов, поворачивающих лампочку, а также варьируя фазу света. В последнем случае интерференция света от двух излучателей позволяет создавать направленный световой луч. Говоря проще, световые лучи излучателей гасят другу друга в одних направлениях и усиливают в других, в результате чего формируется направленный луч. Принцип ФАР хорошо известен и используется в радиолокационных станциях, но специалистам MIT впервые удалось сделать аналогичную крупную оптическую антенну. Это настоящая революция в оптике.
Оптическая ФАР MIT (Массачусетский технологический институт) состоит из массива 4096 излучателей, которые размещены на одном кристалле кремния (576×576 мкм). Излучатели проецируют изображение логотипа MIT. При этом свет излучают все 4096 источника света, но благодаря изменению направления лучей на несколько миллиметров, получается не ровное световое пятно, а логотип. Также ученые продемонстрировали и второй образец ФАР – с 64 излучателями. Данный чип отличается возможностью менять фазу и может создавать движущееся изображение.
Новая технология может найти применение в самой широкой сфере: от более дешевых и эффективных дальномеров, до медицинских устройств и голографических телевизоров. Кремниевые чипы с оптическими ФАР можно производить в промышленных масштабах, единственный недостаток технологии - это наличие большого количества управляющих проводов (по числу излучателей). Для больших ФАР это может стать проблемой, правда разработчики заявляют, что она решаема.
Ученые итальянского Государственного института оптики разработали систему трехмерной голографии, которая поможет пожарным идентифицировать объекты в условиях мощного задымления. Одна из наиболее серьезных проблем, с которыми пожарные сталкиваются во время спасательных операций, это распознавание сквозь толстую завесу дыма и стену пламени движущихся людей. Пожарные, используя современные цифровые технологии, могут видеть сквозь дым людей. Однако из-за мощного излучения, исходящего от огня, такие инструменты ограничены в использовании. За счет использования специализированных объективов, исследователи создали систему, которая способна справиться с излучением от пламени. В новой созданной системе визуализации, луч инфракрасного лазерного излучения рассредоточен по всей комнате. В отличие от видимого света, который не может проникнуть сквозь густой дым и пламя, инфракрасные лучи проходят беспрепятственно. Инфракрасный луч, попадая на предмет, отражается от него и передает информацию, которая записывается на устройство формирования голографического изображения. Затем он декодируется, чтобы показать объекты за дымом и пламенем. И в результате получается 3-D объект. Следующим шагом в продвижении этой технологии является создание портативного штатива, который соберет воедино источник лазерного и инфракрасного излучения. Кроме того, команда разработчиков исследует возможности использования данной технологии в области медицинской диагностики для исследования и контроля больших аэрокосмических конструкций. Кроме использования разработки в спасательных операциях, существует потенциал ее применения для изучения и мониторинга дыхания человека, его сердечной деятельности или измерения тела во время тренировок. |
|