Porady

Poznajmy technologię – Hologramy i holografia

14 grudnia 2016, Aktualizacja 16 września 2020Lenovo

Hologramy i holografia

Rzeczywistość wirtualna i rozszerzona, kino, filmy, gry i telewizory 3D wymagają od użytkownika założenia specjalnych okularów lub gogli. Tymczasem istnieje rozwiązanie, które pozwala obcować ze sztucznymi, trójwymiarowymi obiektami bez noszenia dodatkowych gadżetów. Mowa o holografii i hologramach.

Zetknął się z nimi każdy. Od wielu lat hologramy wykorzystywane są jako potwierdzenie autentyczności produktów, walut, dokumentów. Ich wytworzenie jest na tyle trudne i wymaga unikalnego środowiska, że stworzenie podróbki jest nieopłacalnie czasochłonne i drogie. W najprostszej postaci hologram to dwuwymiarowy obrazek, który mieni się tęczowymi kolorami gdy przesuwasz go przed oczami. Jeśli dobrze się przyjrzysz zauważysz, że obiekt na obrazku można oglądać z kilku stron – ma głębię zupełnie jak prawdziwy trójwymiarowy przedmiot; widoczny jest efekt paralaksy i perspektywa. Natężenie efektów (czyli wrażenie przestrzeni) zależy od jakości hologramu. A ściślej ujmując zaawansowania układu optycznego, który posłużył do stworzenia obrazu. W prostej interpretacji można bowiem o hologramie myśleć jako o trójwymiarowej fotografii. Na szklanej płytce, zupełnie jak na fotograficznym filmie, zapisany jest obraz przedmiotu. Ale zamiast dwuwymiarowego wizerunku, który widzimy na zdjęciach, hologram przenosi informacje o tym jak obiekt wygląda z różnych stron – zawiera jego trójwymiarowy obraz.

Jak powstaje hologram?

Aby stworzyć hologram należy oświetlić płytkę holograficzną dwoma wiązkami światła pochodzącymi z tego samego źródła. Światło jest dzielone na dwie wiązki za pomocą płytki półprzepuszczalnej. Jedna pada bezpośrednio na płytkę a druga, po drodze, odbija się od obiektu, który ma być zapisany w hologramie. Przyczyną, dla której spotykane na co dzień hologramy mają skromną postać obrazka wielkości pocztowego znaczka nie jest trudność ich wytworzenia. To proces dość skomplikowany, ale z punktu widzenia współczesnej technologii niespecjalnie trudny. Prawdziwym problemem jest wyprodukowanie hologramu, który będzie widoczny nie tylko w spójnym (koherentnym) laboratoryjnym świetle, które zostało użyte do jego zapisania, ale też w codziennych warunkach, gdy światło jest bardzo rozproszone. Światło służące do zapisania hologramu pochodzi z lasera – ma bardzo ściśle określoną długość fali (tożsamą z kolorem w przypadku światła widzialnego) oraz inne parametry, które nigdy nie ulegają zmianie. Tymczasem światło, które nas otacza ma szeroki zakres barw i nie przypomina światła laserowego.

Hologramy weszły w użycie wraz z opracowaniem technologii laserowej. Ich istnienie, jeszcze w latach 40tych, przewidział węgierski uczony Dennis Gabor (za swoje odkrycie otrzymał nobla w 1971 roku). Podstawy funkcjonowania laserów są jeszcze wcześniejszym postulatem pochodzącym od samego Einstiena. To jeden z lepszych przykładów tego, jak nauka i teoretyczne badania przekładają się na codzienne życie.

Wielu współczesnych inżynierów nie ustaje w wysiłkach by odkrycia z ubiegłego wieku nie ograniczały się wyłącznie do trójwymiarowego wizerunku na karcie kredytowej. Niestety, zaawansowana holografia rozwija się wolno i brakuje jej przełomowych, nagłaśnianych medialnie odkryć. Ci, którzy maja w pamięci hologram księżniczki Leii wyświetlany przez R2D2 na pewno z politowaniem patrzą na rzeczywiste hologramy. Stworzenie pseudo-hologramu, który działa w ten sposób wymaga użycia ośrodka, na którym zatrzymywać się będzie światło z „holoprojektora”. Może nim być, np. para wodna lub inny gaz. Rozwiązania tego typu już istnieją, ale mają duże rozmiary i ograniczone zastosowanie. W ubiegłym roku koreańscy naukowcy stworzyli animowany hologram kostki Rubika, który nie wymaga zagęszczonego ośrodka. Użyli do tego systemu różnokolorowych laserów wysokiej mocy, których wiązki ulegają interferencji i załamaniu. Efektem jest 3 calowy hologram o niskiej płynności animacji.

Przyszłość hologramów: urządzenia hologramopodobne

Duże popularniejsze niż prawdziwe hologramy są urządzenie hologramo-podobne, takie jak ekrany zdolne wyświetlać obraz 3D widoczny bez specjalnych okularów. Efekt uzyskiwany jest dzięki pokryciu wyświetlacza system soczewek i nie ma wiele wspólnego z prawdziwymi hologramami. Za pomocą systemu projektorów tworzone są „hologramy” przedmiotów czy osób podczas pokazów multimedialnych czy koncertów. Hologramami nie są też wirtualne elementy generowane prze specjalne gogle typu HoloLens.

HUDInaczej jest z niektórymi rozwiązaniami typu HUD. Stosowane, np. w samochodach mogą wyświetlać wszystkie wskaźniki z deski rozdzielczej auta bezpośrednio na przedniej szybie. Ma to dwie zalety. Po pierwsze nie wymaga przenoszenia wzroku między drogą a zegarami. Druga zaleta wiąże się ze specyficzną cechą hologramów jaką jest punkt ostrości położony w nieskończonej odległości. Kierujący samochodem ma zazwyczaj wzrok utkwiony w odległym fragmencie drogi. By skupić go na zegarach mięśnie oka muszą lekko zmienić optykę gałki ocznej. Trwa to bardzo krótko, ale trwa. Tymczasem przeniesienie wzroku z drogi na HUD nie wymaga zmiany punktu ostrzenia wzroku. Holograficzne, laserowe HUDy stosowane są w niektórych markach samochodów, m.in. Jaguarach. Firma planuje wzbogacić swoje hologramy o elementy trójwymiarowe – obecne rozwiązania to obrazy 2D.

Przyszłość hologramów nie jawi się w różowych barwach. Wiele konkurencyjnych technologii wyświetlania obrazu jest duże bardziej zaawansowanych, tańszych w produkcji i niezawodnych. Komercyjne wykorzystanie holografii nadal będzie ograniczać się do elementów zabezpieczających przed falsyfikatami. Zaawansowane hologramy prędzej znajdą zastosowanie w reklamie niż w domowej rozrywce.

Przeczytaj także DNA – COVID-19. Genom wirusa.



Jak przydatny był ten post?

Kliknij gwiazdkę, aby go ocenić!

Średnia ocena 5 / 5. Liczba głosów: 4

Dotychczas brak głosów! Oceń ten post jako pierwszy.


Komentarze do artykułu


widget instagram lenovo
widget twitter lenovo
widget facebook lenovo
widget youtube lenovo
Read previous post:
5 widgetów, które polubicie!

Lubicie korzystać z dodatkowych funkcji dostępnych z poziomu homescreena? Jeśli tak, to koniecznie zwróćcie uwagę na te widgety!

Close