«Давным-давно в далёкой-предалёкой галактике…» Иными словами, все мы когда-то впервые смотрели «Звёздные войны», восхищаясь их техническими чудесами - космическими кораблями, гоночными карами, дроидами и, конечно, появляющимися прямо в воздухе голограммами. Потом режиссёры стали нас баловать: объёмные изображения появлялись в кино всё чаще, а сегодня без них не обходится ни один уважающий себя фильм – ибо мы уже не мыслим себе иного будущего.
Но многие всё ещё не до конца отдают себе отчёт в том, что это будущее, в общем-то, давно наступило – при чём не где-нибудь в «Аватаре», «Троне» или «Прометее», а в нашей с вами реальности. Знаете ли вы, что в скором времени исполняется 70 (!) лет с момента изобретения первой голограммы? Итак, ближе к делу… что вообще представляет собой эта технология?
Основной принцип
Голография (от древнегреческого ὅλος — полный + γράφω — пишу, то есть «полное описание») – это особый метод фотографирования, при котором с помощью лазера регистрируется оптическое электромагнитное излучение объектов, после чего восстанавливаются в высшей степени реалистичные изображения трехмерных объектов.
Когда записывают голограмму, в определённой области пространства складывают две волны, полученные разделением одного и того же лазерного луча. При этом так называемая опорная волна идёт непосредственно от источника, а объектная волна отражается от предмета записи. В этой же области размещают фотопластинку, на которой возникает сложная картина полос потемнения, соответствующих распределению электромагнитной энергии (картине интерференции) в этой области пространства.
Проще говоря, то же самое происходит с обычной фотоплёнкой. Но если изображения с последней необходимо распечатывать на бумаге, то с голограммой всё проще и быстрее. Достаточно снова осветить фотопластинку волной, близкой к опорной, и она преобразует её в волну, близкую к объектной. Таким образом, мы будем видеть (с той или иной степенью точности) такой же свет, какой отражался бы от объекта записи – хотя самого объекта в пространстве нет.
Открытие
Первая голограмма была получена в 1947 году Деннисом Габором в ходе экспериментов по повышению разрешающей способности электронного микроскопа. Он же придумал само слово «голография», которым хотел подчеркнуть полную запись оптических свойств объекта. К сожалению, его голограммы отличались низким качеством, поскольку в качестве когерентного источника света Габор использовал единственно доступные ему газоразрядные лампы с очень узкими линиями в спектре испускания. Но это ни коим образом не умаляет значения его работы, за которую автор получил Нобелевскую премию по физике в 1971 году.
После революционного изобретения в 1960 году рубиново-красного (длина волны 694 нм) и гелий-неонового (длина волны 633 нм) лазеров, голография начала интенсивно развиваться. Уже через пару лет известный российский учёный Юрий Денисюк разработал метод записи отражающих 2-D голограмм на прозрачных фотопластинках, позволяющих записывать голограммы самого высокого качества.
Эволюция
В 1977 году Ллойд Кросс создал так называемую мультиплексную голограмму – или, как мы говорим сегодня, изображение в 3-D формате. Оно принципиально отличается от всех остальных голограмм тем, что состоит из десятков или даже сотен отдельных плоских ракурсов, видимых под разными углами. Такая голограмма, естественно, не имеет вертикального параллакса (иными словами, нельзя посмотреть на объект сверху и снизу), но зато размеры записываемого объекта не ограничены длиной когерентности лазера (которая редко превышает несколько метров, а чаще всего составляет всего несколько десятков сантиметров) или размерами фотопластинки.
Кроме того, это новшество позволяет оторваться от скучной реальности и с головой окунуться в мир фантазий, создавая голограммы несуществующих объектов. Достаточно нарисовать или смоделировать на компьютере придуманный объект с множества различных ракурсов. Мультиплексная голография превосходит по качеству все остальные способы создания объёмных изображений на основе отдельных ракурсов, однако по состоянию на сегодняшний день она всё ещё уступает в плане реалистичности традиционным методам голографии.
Носители информации
Основным фотоматериалом для записи голограмм являются специальные фотопластинки на основе традиционного бромида серебра, позволяющих достичь разрешающей способности более 5000 линий на миллиметр. Иногда применяются фотопластинки на основе бихромированной желатины, которые обладают ещё большей разрешающей способностью, позволяя записывать очень яркие голограммы (до 90 % падающего света преобразуется в изображение).
Существует метод записи с помощью щёлочно-галоидных кристаллов (хлорид калия и другие). В последние годы также интенсивно разрабатываются регистрирующие среды на базе голографических фотополимерных материалов. Эту многокомпонентную смесь органических веществ наносят в виде тончайшей плёнки на стеклянную или плёночную подложку. Такие носители менее дорогостоящие и громоздкие, однако вмещают меньшее количество информации с сравнении с кристаллическими аналогами.
Голограмма в домашних условиях
Сегодня любой желающий может записывать голограммы среднего качества в домашних условиях без использования специального оборудования. Для этого достаточно создать некий каркас, на котором будут неподвижно установлены лазер, фотопластинка (как правило, ПФГ-03М) и выбранный объект записи.
Самым простым в использовании и доступным источником когерентного света являются лазерные указки. После откручивания или отпиливания фокусирующей луч линзы указка начинает светить подобно фонарику. Это позволяет осветить фотопластинку и объект, расположенный за ней. Необходимо только зафиксировать каким-либо образом (например, бельевой прищепкой) кнопку указки во включённом состоянии.
Но, с другой стороны, в подобных ухищрениях уже нет необходимости – ведь первая версия голографических смартфонов «Takee 1» был официально представлен миру ещё в 2014 году компанией «Estar Technology». Устройство отслеживает положение глаз пользователя при помощи фронтальной камеры и 4 дополнительных фронтальных модулей, и создаёт голографические 3D-изображения, для просмотра которых не нужны очки.
Свежие комментарии