3. Голография (способы записи и восстановления изображения). Особенности голографического изображения. Голограмма картина


3. Голография (способы записи и восстановления изображения). Особенности голографического изображения.

В фотографии регистрируется распределение интенсивности световых волн в двумерной проекции изображения объекта на плоскости фотоснимка. Однако, информация об объемности объекта заложена не только в амплитуде, но и в фазе световых волн, распространяющихся от точек регистрируемого объекта. Поэтому, под каким углом мы ни рассматривали бы фотографию, мы не видим новых ракурсов. Не можем увидеть также предметы, расположенные на заднем плане и скрытые впереди стоящими. Перспектива на фотографии видна лишь по изменению относительных размеров предметов и четкости их изображения. Итак, фотография, на первый взгляд являющаяся объективным способом регистрации изображений, при детальном рассмотрении дает весьма субъективную информацию, рассчитанную на восприятие человеческим глазом. Недостатки фотографии в полной мере компенсируются принципиально новым методом регистрации изображений, получившим название голография.

Голография основывается на двух физических явлениях - дифракции и интереференции световых волн. Физическая идея состоит в том, что при наложении двух световых пучков, при определенных условиях возникает интерференционная картина, то есть, в пространстве возникают максимумы и минимумы интенсивности света (это подобно тому, как две системы волн на воде при пересечении образуют чередующиеся максимумы и минимумы амплитуды волн). Для того, чтобы эта интерференционная картина была устойчивой в течение времени, необходимого для наблюдения, и ее можно было записать, эти две световых волны должны быть согласованы в пространстве и во времени.Такие согласованные волны называются когерентными. Если волны встречаются в фазе, то они складываются друг с другом и дают результирующую волну с амплитудой, равной сумме их амплитуд. Если же они встречаются в противофазе, то будут гасить одна другую. Между двумя этими крайними положениями наблюдаются различные ситуации сложения волн. Результирующая сложения двух когерентных волн будет всегда стоячей волной. То есть интерференционная картина будет устойчива во времени. Это явление лежит в основе получения и восстановления голограмм. Обычные источники света не обладают достаточной степенью когерентности для использования в голографии. Поэтому решающее значение для ее развития имело изобретение в 1960 г. оптического квантового генератора или лазера - удивительного источника излучения, обладающего необходимой степенью когерентности и могущего излучать строго одну длину волны. Деннис Габор, изучая проблему записи изображения, выдвинул замечательную идею. Сущность ее реализации заключается в следующем. Если пучок когерентного света разделить на два и осветить регистрируемый объект только одной частью пучка, направив вторую часть на фотографическую пластинку, то лучи, отраженные от объекта, будут интерферировать с лучами, попадающими непосредственно на пластину от источника света. Пучок света, падающий на пластину, назвали опорным, а пучок, отраженный или прошедший через объект, предметным. Учитывая, что эти пучки получены из одного источника излучения, можно быть уверенным в том, что они когерентны. В данном случае интерференционная картина, образующаяся на пластинке, будет устойчива во времени, т.е. образуется изображение стоячей волны.--> Голограмма формирует реальное объемное изображение, в отличие от фотографии и даже от таких подделок под объемность, как стереограммы. Реальность состоит в том, что голограмму можно наблюдать с разных точек, наблюдая части объекта или сцены, которые были скрыты при наблюдении с другой точки зрения. В этом смысле голографическое изображение ведет себя полностью как реальный объект. Особенно хорошо это иллюстрируют голографические изображения прозрачных объектов, например, голограмма линзы полностью сохраняет все свойства реальной линзы, и поэтому через изображение линзы можно просматривать увеличенное изображение расположенных за ней объектов. Правда, на голограмме не могут быть отображены самосветящиеся объекты, например, электрическая лампа. Это следует из самой технологии голографии - снимаемый объект должен быть освещен лазерным светом, и только этот свет фиксируется на голограмме.

1-й этап - Запись пропускающей голограммы

Пучок лазера 1 делится на два полупрозрачным зеркалом 2. Первый пучок, называемый сигнальным, направляется зеркалом 3, расширяется линзой 4 и освещает объект 7. Второй пучок, называемый опорным, так же направляется зеркалом 3, расширяется линзой 4 и падает непосредственно на фотопластинку 8. Фотопластинка регистрирует картину интерференции между опорным пучком света и светом, отраженным от объекта. Картина интерференции – это мельчайшие перепады интенсивности света с периодом менее 1 микрона.

Импульсный лазер позволяет записывать на голограмму любые объекты, например, делать портреты людей, снимать домашних животных и т. д. После обычной фотохимической обработки фотопластинки получается пропускающая голограмма (голограмма Лейта-Упатниекса). Если осветить такую голограмму лазерным пучком света, можно увидеть объемное изображение объекта. В обычном белом свете пропускающая голограмма изображение не восстанавливает и поэтому требуется ее копирование на отражающую голограмму.

2-й этап - Запись отражающей голограммы

На второй стадии пропускающую голограмму 9 освещают восстанавли-вающим пучком 6, направленным противоположно опорному пучку при записи голограммы. В этом случае голограмма восстанавливает так называемое «действительное» изображение 7, которое располагается в пространстве перед голограммой на том же месте, где находился объект. В этом месте помещают фотопластинку 8, которая регистрирует интерференционную картину двух пучков света – опорного 5 и пучка, создающего действительное изображение объекта. Так как пучки приходят с разных сторон фотопластинки, на ней регистрируется отражающая голограмма (голограмма Денисюка), которая может восстанавливать объемное изображение в обычном, белом свете. Регулируя расстояние между пропускающей голограммой и фотопластинкой, можно менять положение изображения, располагая его за плоскостью голограммы и даже перед ней!

Согласно закону невзаимозаместимости [3], при очень короткой экспозиции чувствительность фотопластинок заметно падает. Это непосредственно касается записи голограмм импульсным лазером на неодиме, длительность импульса которого составляет порядка 20 нсек. В результате приходится либо увеличивать энергию импульса, либо использовать неоптимальное проявление, приводящее к повышенным шумам в изображении. Для устранения этого нежелательного явления можно использовать известный в фотографии эффект латенсификации [3,4]. Эффект заключается в усилении скрытого изображения слабой и длительной засветкой фотопластинки некогерентным светом сразу после записи голограммы. При этом происходит увеличение центров скрытого изображения до размеров, характерных для нормальной экспозиции. Примечательно, что воздействие такой слабой засветки на неэкспонированную фотопластинку не приводит к появлению какой-либо заметной плотности почернения при проявлении.

  1. Формат DV Cam. Достоинства. Недостатки. Применение.

Высокие темпы внедрения цифровой техники в нашу жизнь в значительной степени предопределило появление несколько лет назад устройств, созданных на базе компрессии DV. Высокое качество изображения, взаимная совместимость оборудования разных производителей, доступность по цене - вот те главные обстоятельства, которые послужили причиной выбора миллионов людей в пользу нового стандарта.

Формат DVCAM, впервые представленный фирмой Sony в 1996 году, является профессиональным вариантом стандартного формата DV. В формате DVCAM используется 8-битная цифровая компонентная запись со сжатием 5:1 и соотношением частот дискретизации 4:1:1 (для сигнала 525/60) или 4:2:0 (для сигнала 625/50). Уникальный алгоритм сжатия изображения обеспечивает высокое качество изображения и возможность многократной перезаписи без ухудшения качества. При записи яркостного и цветоразностных сигналов используются 8-бит квантование и частоты дискретизации 13,5 и 6,75 МГц соответственно. Записываемый поток видеоданных 24,948 Мбит/с, общий записываемый поток 41,85 Мбит/с. Минимальная длина волны записи 0,488 мкм, что соответствует продольной плотности записи 4098 бит/мм.

DVCAM фирмы Sony имеет по существу те же параметры записи на ленту, что и DV, но шаг и ширина дорожек увеличены до 15 микрон (вместо 10 микрон у DV). Шаг дорожки зависит от скорости, с которой лента движется относительно головок, и с углом, под которым дорожка записывается поперек ленты. Ширина дорожки - это реальная ширина записи дорожки на ленте. У DVCAM нет предохранительной полосы между дорожками, поэтому ширина дорожки совпадает с шагом. С увеличением ширины дорожки сокращается продолжительность записи на лентах равной длины, но и снижается влияние пропусков, поскольку каждый кадр записывается на большей площади ленты. Большинство устройств DVCAM могут воспроизводить только DV и DVCAM, однако новая дека Sony DSR-2000 будет воспроизводить и DVCPRO.

Звук сигнал 48 кГц/16 бит.

Своим высоким качественным и эксплуатационным показателям аппараты DVCAM во многом обязаны замечательным свойствам металлизированной ленты AME (Advanced Metal Evaporated – «улучшенная металлонапыленная»), разработанной Sony.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №7

studfiles.net

Физика в школе » Объёмные изображения 3. Голограмма

21 Июль 2007, 21:31 | Музей физики | 1 коментарий »

Так выглядит голограмма

Говоря об объёмных изображениях, невозможно обойти вниманием самое интересное – голограммы. Суть голографии сложна для объяснения детям, и практически невозможно поместить на стенде корректную и одновременно краткую и понятную информацию о голографии (необходимы знания волновой теории света), но поместить голограммы в школьный музей физики надо обязательно! Приобрести их можно, например, в главном павильоне ВВЦ в Москве, где есть выставка голограмм, и где можно заказать даже свой портрет. Образцы «радужных» голограмм Бентона в настоящее время можно найти легко (используются для подтверждения подлинности товаров, бланков документов, а также в качестве разных сувениров).

Голограмма

В фотографии снимаемый предмет освещается  обычным светом, а в голографии используется свет лазера. В фотографии фотопластинка фиксирует только интенсивность света, отражённого каждой точкой предмета (большая или меньшая яркость), а в голографии – не только интенсивность световой волны, но и её фазу. Таким образом, в голографии записывается полная характеристика отражённой предметом световой волны. Потому такой способ записи изображения и получил название голографии: «holos» – полный,  «grapho» – пишу.                                    Лазер используется потому, что при записи голограммы на светочувствительной эмульсии фиксируют не само изображение, а интерференционную картину, которую можно получить только от когерентных источников волн, т.е. синхронных. Лазер и является источником когерентного света. В голографии интерференционная картина получается при сложении двух световых волн – от снимаемого объекта и от источника света. Отражённая от предмета световая волна называется предметной (или объектной), а от источника – опорной. Вот схема получения голограммы по методу академика Ю. Н. Денисюка:

Схема записи голограммы по методу Денисюка Ю.Н.

 

 Линза с диафрагмой (пространственный фильтр) расширяет лазерный луч в широкий пучок. Встречаясь в фотоэмульсии, опорная и предметная волны складываются. В тех точках, в которых волны от объекта и от лазера встретились в одной фазе, возникает максимум интенсивности света (как бы на воде встретились два гребня от двух встречных волн). В тех точках, в которых волны от объекта и от лазера встретились в противофазе, возникнет минимум интенсивности света (как бы на воде встретились гребень и впадина от встречных волн). На фотопластинке создастся чередование тёмных и светлых полос – интерференционная картина.

Если осветить проявленную эмульсию светом  того же источника, голограмма восстановит причудливую форму светового фронта, который при записи голограммы  отражался от реального объекта. Зрительное восприятие восстановленной световой волны неотличимо от наблюдения реального объекта – такое же объёмное. Голограммы Денисюка могут восстанавливаться обычным белым светом (т.е. голографическое изображение будет идно при обычном естественном или искуственном свете). Картинка будет восстановлена только  теми частотами волн, которые использовались при записи, а остальные лучи - компоненты белого света –  поглотятся голограммой. Голографическое изображение имеет цвет, соответствующий цвету лазерного света, с помощью которого записывалась голограмма, (обычно жёлто-зеленоватый или красный). Но можно получить и полноцветное голографическое изображение. Для этого в фотопластинке нужно зарегистрировать три элементарных голограммы при длинах волн синего, зеленого и красного света. При восстановлении голограммы белым светом каждая из элементарных голограмм формирует свое изображение в соответствующем цвете. Эти три изображения образуют полноцветную картину, подобно тому, как это происходит на экране цветного телевизора. Голограммы Денисюка используются для изображения предметов искусства, поэтому называются также «изобразительными». Существуют целые галереи изобразительных голограмм редких золотых украшений и прочих раритетов из коллекций различных музеев. Но изготавливать голограмму по такому методу довольно сложно. Сложно и дорого также тиражировать эти голограммы.   Более просто тиражировать голограммы Бентона, которые называют »радужными», т.к. они переливаются на белом свете всеми цветами радуги. Их можно видеть теперь повсюду: на банковских карточках и денежных купюрах, сувенирах и обложках журналов, на упаковках товаров и бланках важных документов. Для их создания используются очень тонкие слои фоторезиста (материал, изменяющий свои свойства при воздействии света). При химической обработке засвеченные участки слоя фоторезиста вымываются, образуя на его поверхности микроскопический рельеф. Радужные голограммы легко тиражируются: механическим способом рельеф переносится на специальный носитель, и далее идёт процесс тиснения на фольге или пластиковой плёнке. Но скопировать их стандартной копировальной и печатающей техникой невозможно, поэтому их широко используют для защиты документов и товаров от подделки. 

 Голограмма для защиты нотариальных документов в Украине  

Как правильно размещать голограмму и другие ответы на часто задаваемые вопросы: http://www.holography.ru/faqrus.htm

При желании можно изготовить голограмму своими собственными руками: http://bsfp.media-security.ru/school20/15.htm      http://www.holography.ru/files/volpoint.htm

fiziks.org.ua

3. Голография (способы записи и восстановления изображения). Особенности голографического изображения.

В фотографии регистрируется распределение интенсивности световых волн в двумерной проекции изображения объекта на плоскости фотоснимка. Однако, информация об объемности объекта заложена не только в амплитуде, но и в фазе световых волн, распространяющихся от точек регистрируемого объекта. Поэтому, под каким углом мы ни рассматривали бы фотографию, мы не видим новых ракурсов. Не можем увидеть также предметы, расположенные на заднем плане и скрытые впереди стоящими. Перспектива на фотографии видна лишь по изменению относительных размеров предметов и четкости их изображения. Итак, фотография, на первый взгляд являющаяся объективным способом регистрации изображений, при детальном рассмотрении дает весьма субъективную информацию, рассчитанную на восприятие человеческим глазом. Недостатки фотографии в полной мере компенсируются принципиально новым методом регистрации изображений, получившим название голография.

Голография основывается на двух физических явлениях - дифракции и интереференции световых волн. Физическая идея состоит в том, что при наложении двух световых пучков, при определенных условиях возникает интерференционная картина, то есть, в пространстве возникают максимумы и минимумы интенсивности света (это подобно тому, как две системы волн на воде при пересечении образуют чередующиеся максимумы и минимумы амплитуды волн). Для того, чтобы эта интерференционная картина была устойчивой в течение времени, необходимого для наблюдения, и ее можно было записать, эти две световых волны должны быть согласованы в пространстве и во времени.Такие согласованные волны называются когерентными. Если волны встречаются в фазе, то они складываются друг с другом и дают результирующую волну с амплитудой, равной сумме их амплитуд. Если же они встречаются в противофазе, то будут гасить одна другую. Между двумя этими крайними положениями наблюдаются различные ситуации сложения волн. Результирующая сложения двух когерентных волн будет всегда стоячей волной. То есть интерференционная картина будет устойчива во времени. Это явление лежит в основе получения и восстановления голограмм. Обычные источники света не обладают достаточной степенью когерентности для использования в голографии. Поэтому решающее значение для ее развития имело изобретение в 1960 г. оптического квантового генератора или лазера - удивительного источника излучения, обладающего необходимой степенью когерентности и могущего излучать строго одну длину волны. Деннис Габор, изучая проблему записи изображения, выдвинул замечательную идею. Сущность ее реализации заключается в следующем. Если пучок когерентного света разделить на два и осветить регистрируемый объект только одной частью пучка, направив вторую часть на фотографическую пластинку, то лучи, отраженные от объекта, будут интерферировать с лучами, попадающими непосредственно на пластину от источника света. Пучок света, падающий на пластину, назвали опорным, а пучок, отраженный или прошедший через объект, предметным. Учитывая, что эти пучки получены из одного источника излучения, можно быть уверенным в том, что они когерентны. В данном случае интерференционная картина, образующаяся на пластинке, будет устойчива во времени, т.е. образуется изображение стоячей волны.--> Голограмма формирует реальное объемное изображение, в отличие от фотографии и даже от таких подделок под объемность, как стереограммы. Реальность состоит в том, что голограмму можно наблюдать с разных точек, наблюдая части объекта или сцены, которые были скрыты при наблюдении с другой точки зрения. В этом смысле голографическое изображение ведет себя полностью как реальный объект. Особенно хорошо это иллюстрируют голографические изображения прозрачных объектов, например, голограмма линзы полностью сохраняет все свойства реальной линзы, и поэтому через изображение линзы можно просматривать увеличенное изображение расположенных за ней объектов. Правда, на голограмме не могут быть отображены самосветящиеся объекты, например, электрическая лампа. Это следует из самой технологии голографии - снимаемый объект должен быть освещен лазерным светом, и только этот свет фиксируется на голограмме.

1-й этап - Запись пропускающей голограммы

Пучок лазера 1 делится на два полупрозрачным зеркалом 2. Первый пучок, называемый сигнальным, направляется зеркалом 3, расширяется линзой 4 и освещает объект 7. Второй пучок, называемый опорным, так же направляется зеркалом 3, расширяется линзой 4 и падает непосредственно на фотопластинку 8. Фотопластинка регистрирует картину интерференции между опорным пучком света и светом, отраженным от объекта. Картина интерференции – это мельчайшие перепады интенсивности света с периодом менее 1 микрона.

Импульсный лазер позволяет записывать на голограмму любые объекты, например, делать портреты людей, снимать домашних животных и т. д. После обычной фотохимической обработки фотопластинки получается пропускающая голограмма (голограмма Лейта-Упатниекса). Если осветить такую голограмму лазерным пучком света, можно увидеть объемное изображение объекта. В обычном белом свете пропускающая голограмма изображение не восстанавливает и поэтому требуется ее копирование на отражающую голограмму.

2-й этап - Запись отражающей голограммы

На второй стадии пропускающую голограмму 9 освещают восстанавли-вающим пучком 6, направленным противоположно опорному пучку при записи голограммы. В этом случае голограмма восстанавливает так называемое «действительное» изображение 7, которое располагается в пространстве перед голограммой на том же месте, где находился объект. В этом месте помещают фотопластинку 8, которая регистрирует интерференционную картину двух пучков света – опорного 5 и пучка, создающего действительное изображение объекта. Так как пучки приходят с разных сторон фотопластинки, на ней регистрируется отражающая голограмма (голограмма Денисюка), которая может восстанавливать объемное изображение в обычном, белом свете. Регулируя расстояние между пропускающей голограммой и фотопластинкой, можно менять положение изображения, располагая его за плоскостью голограммы и даже перед ней!

Согласно закону невзаимозаместимости [3], при очень короткой экспозиции чувствительность фотопластинок заметно падает. Это непосредственно касается записи голограмм импульсным лазером на неодиме, длительность импульса которого составляет порядка 20 нсек. В результате приходится либо увеличивать энергию импульса, либо использовать неоптимальное проявление, приводящее к повышенным шумам в изображении. Для устранения этого нежелательного явления можно использовать известный в фотографии эффект латенсификации [3,4]. Эффект заключается в усилении скрытого изображения слабой и длительной засветкой фотопластинки некогерентным светом сразу после записи При этом голограммы. происходит увеличение центров скрытого изображения до размеров, характерных для нормальной экспозиции. Примечательно, что воздействие такой слабой засветки на неэкспонированную фотопластинку не приводит к появлению какой-либо заметной плотности почернения при проявлении.

  1. Формат DV Cam. Достоинства. Недостатки. Применение.

Высокие темпы внедрения цифровой техники в нашу жизнь в значительной степени предопределило появление несколько лет назад устройств, созданных на базе компрессии DV. Высокое качество изображения, взаимная совместимость оборудования разных производителей, доступность по цене - вот те главные обстоятельства, которые послужили причиной выбора миллионов людей в пользу нового стандарта.

Формат DVCAM, впервые представленный фирмой Sony в 1996 году, является профессиональным вариантом стандартного формата DV. В формате DVCAM используется 8-битная цифровая компонентная запись со сжатием 5:1 и соотношением частот дискретизации 4:1:1 (для сигнала 525/60) или 4:2:0 (для сигнала 625/50). Уникальный алгоритм сжатия изображения обеспечивает высокое качество изображения и возможность многократной перезаписи без ухудшения качества. При записи яркостного и цветоразностных сигналов используются 8-бит квантование и частоты дискретизации 13,5 и 6,75 МГц соответственно. Записываемый поток видеоданных 24,948 Мбит/с, общий записываемый поток 41,85 Мбит/с. Минимальная длина волны записи 0,488 мкм, что соответствует продольной плотности записи 4098 бит/мм.

DVCAM фирмы Sony имеет по существу те же параметры записи на ленту, что и DV, но шаг и ширина дорожек увеличены до 15 микрон (вместо 10 микрон у DV). Шаг дорожки зависит от скорости, с которой лента движется относительно головок, и с углом, под которым дорожка записывается поперек ленты. Ширина дорожки - это реальная ширина записи дорожки на ленте. У DVCAM нет предохранительной полосы между дорожками, поэтому ширина дорожки совпадает с шагом. С увеличением ширины дорожки сокращается продолжительность записи на лентах равной длины, но и снижается влияние пропусков, поскольку каждый кадр записывается на большей площади ленты. Большинство устройств DVCAM могут воспроизводить только DV и DVCAM, однако новая дека Sony DSR-2000 будет воспроизводить и DVCPRO.

Звук сигнал 48 кГц/16 бит.

Своим высоким качественным и эксплуатационным показателям аппараты DVCAM во многом обязаны замечательным свойствам металлизированной ленты AME (Advanced Metal Evaporated – «улучшенная металлонапыленная»), разработанной Sony.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №7

studfiles.net

Ученые смогли создать трехмерные голограммы с помощью лазера

Во множестве фильмов мы встречаем различные голограммы: так, многие помнят голограмму Леи из 4-ого эпизода «Звездных воин». Однако в реальности до последнего времени это было фантастикой: ученые разработали множество концепций, от подсветки лазером пара до быстрой смены кадров на вращающемся прозрачном стекле, но, увы, все эти способы не давали четкой и яркой объемной картинки.

Впервые голограммы, которые являются трехмерными изображениями объектов, смог получить в 1947 году венгерский физик Денеш Габор. Его идея была проста: в определенной области пространства складывают (интерферируют) две волны с очень близкими частотами: одна из них идет от источника, другая — непосредственно от объекта записи. И если в эту область поместить фотопластинку, то на ней возникнет сложная картина полос потемнения (которая называется интерференционной картиной). И если теперь эту пластинку осветить волной, идущей от источника, то мы увидим с той или иной точностью отраженный свет, который схож с тем, который отражался бы от объекта записи — то есть мы увидим голограмму. Однако такая голограмма не была бы похожа на то, что мы видим в научной фантастике — она была бы видна в ограниченном диапазоне углов, ее нельзя было бы покрутить и рассмотреть со всех сторон. 

В последнее время появилось несколько способов изготовления объемных дисплеев (устройств, позволяющих получить настоящие 3D-голограммы), где эти проблемы были частично решены. В них свет рассеивается не на фотопластинке, а непосредственно на точках, формирующих изображение — то есть на частичках вещества, парящих в воздухе. Всего было разработано три подобного рода дисплеев, однако все они имеют свои недостатки: индуцированные плазменные дисплеи не умеют выдавать цветную картинку, а модифицированные воздушные дисплеи и дисплеи с акустической левитацией не могут обеспечить точность передачи картинки, схожую с обычной голограммой.

Однако группе ученых под руководством Даниела Смолли из Университета Бригама Янга удалось решить эти проблемы и создать цветной объемный дисплей, способный создавать изображения с разрешающей способностью порядка десятков микрометров. Благодаря этой новой технологии «вы действительно можете добиться того, чего все надеются достичь — создать образ принцессы Леи из сцены в «Звездных войнах», — говорит Кертис Бродбент, физик из Университета Рочестера в Нью-Йорке.

Принцип действия нового дисплея достаточно прост: ученые взяли целлюлозную непрозрачную частицу диаметром в несколько микрометров и заключили ее в оптическую ловушку — область пространства, где движением частицы можно управлять с помощью лазера. В данном эксперименте использовался лазер с длиной волны в 405 нм (фиолетовый цвет), что позволяло передвигать ее со скоростью до 18 м/с и ускорением до 58 м/с2 — этого вполне хватало, чтобы наблюдатель из-за инерции зрения видел не одну перемещающуюся точку, а цельный объект (полная аналогия с фризлайтингом, только здесь скорость перемещения точки существенно выше, что позволяет увидеть цельную картинку без использования выдержки). В каждой точке пути частицу освещают тремя лазерами — красным, зеленым и синим, что позволяет окрасить ее в любой нужный цвет. Итоговый механизм выглядит так: С помощью этой установки удалось проиграть трехмерную видеозапись с частотой порядка 13 000 кадров в секунду, а каждый кадр состоял из 16 000 цветных точек, что делало мерцание изображения абсолютно незаметным для глаз. Увеличив выдержку до минуты, ученым удалось создать сложные изображения — размер голограмм был сопоставим с почтовой маркой, а число цветов составляло 16 миллионов (24-битный цвет):

Однако ученые не намерены останавливаться на достигнутом: «Увеличение голограммы, даже до размеров монитора, было бы довольно сложным», — говорит Бродбент. Исследователям пришлось бы улучшить свой прототип, чтобы делать снимки с использованием большого числа частиц. Смолли говорит, что он уже представляет себе систему, которая манипулирует сотнями или даже тысячами частиц одновременно. С этими улучшениями «лишь небо становится пределом», говорит он.

У свободно плавающих изображений большое будущее: хирурги могут практиковать операции на них, прежде чем проводить их на живых пациентах. Эту же технологию можно использовать для улучшения спортивных результатов: люди могут записывать себя, выполняя различные упражнения, и потом просматривать их на трехмерных экранах. С помощью таких голограмм диспетчерам будет проще следить за самолетами в воздухе, а ученым — за спутниками в космосе. 

По словам Бродбента, возможности таких систем для рекламных, образовательных и развлекательных целей бесконечны. Мир в будущем может стать наполненным плавающими голограммами, подобными тем, которые представлены в фильме «Мир юрского периода», где посетители музея посещают холл с голограммой динозавра. Люди в будущем смогут легко примерять на себя одежду, как Тони Старк в фильме «Железный человек» примеряет на себя голограмму костюма. И, в отличие от систем виртуальной реальности, эти новые лазерные голограммы можно наблюдать невооруженным глазом: не требуется никаких шлемов или очков, вы все увидите собственными глазами.

www.iguides.ru

это что такое и как она работает? :: SYL.ru

Ни один научно-фантастический фильм, в котором действие происходит как в ближайшем, так и в очень отдаленном будущем, не может обойтись без голографических устройств. Голограмма – это объемное трехмерное изображение, которое, собственно, и помогает героям футуристических миров общаться друг с другом. С другой стороны, все элементы научной фантастики рано или поздно становятся частью повседневной жизни – чего только стоят роботы и полеты в космос, о которых еще сто лет назад человечество только мечтало. Но насколько далеки от нас голограммы и можно ли сделать объемное изображение в домашних условиях без использования специального оборудования?

Будущее у порога

До настоящего времени это слово могло ассоциироваться с научно-фантастическими фильмами или книгами, но наука, как известно, развивается очень быстро, и голографические изображения в скором времени могут стать неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Каким прорывом для связи было создание телефона, сколько изменений привнесла технология сообщения при помощи онлайн-трансляции с веб-камеры! Трудно даже представить, что может дать будущим поколениям развитие голографических технологий. К примеру, почему бы и не пройтись вместе с другом, который живет за несколько тысяч километров от вас, по парку, используя такие устройства?

Механизм в действии

Конечно, все эти фантазии пока еще находятся в достаточно далекой перспективе. На сегодня в более узком, научном смысле голограмма – это особый вид фотографий, которые создаются при специальном освещении, подобие трехмерных изображений. Голографическую фотографию можно даже без особого труда создать на практике. Главное – это механизм создания многомерного, на первый взгляд, изображения. Обеспечивается голографический эффект при помощи полупрозрачного зеркала, разделяющего пучки лазерных излучений на два четких луча. Последние также называются учеными предметной и опорной волной. Первая волна отражает фотографируемый объект и попадает на пленку, а вторая встречает ее на самой пленке, обходя при этом предмет с других ракурсов. Вот так, в принципе, и создается 3D-голограмма. Если во время освещения полученной пленки направить на нее лазерное излучение с такими же по длине волнами, то оно будет преломляться в правильных конфигурациях. Ученые сейчас разрабатывают механизмы, способные передать голографические изображения при обычном свете, без особых преломлений лучей.

Многомерная Вселенная?

Голограмма – это уникальное изобретение человека. Фактически это трехмерное пространство, которое закодировано в плоском изображении. Угол и форма зрительного представления предмета будут изменяться относительно вашей точки зрения. Подобная идея наталкивает писателей-фантастов и некоторых совсем оригинальных ученых на то, что в нашем трехмерном мире также может содержаться бесконечное количество других измерений. Такая идея получила название «теория многомерного мира», и она активно разрабатывается и популяризируется в научно-фантастических произведениях уже много лет. Непосредственным истоком идеи о многомерности была теория струн, также очень популярная в современной физике. Если верить доводам ученых, поддерживающих теорию о многомерности, то сама наша Вселенная – голограмма, поскольку наш трехмерный мир – проекция многомерного пространства. Если возможно кодирование трехмерного изображения в двухмерном, то почему нельзя допустить, что трехмерное пространство, в котором мы воспринимаем реальность, в свою очередь, является проекцией чего-то большего?

Человеческий глаз и многомерность мира

С обычными фотографиями всегда все предельно просто. Глаз воспринимает изображение таким, какое оно есть только на плоскости. Фактически функцией глаза и является «фотографирование» реальности и передача этой информации в мозг, в то время как понятие трехмерности достигается за счет перемещения глаза или самого объекта. В свою очередь, лазерный свет голограммы воспроизводит все необходимые категории изображения – плотность, цвет, освещение – и дает полноценное изображение с любой точки, с которой можно на него смотреть.

До чего дошли современные технологии?

И все-таки, голограмма - это что? Лучше всего представить особенности инноваций в сфере передачи многомерного изображения позволят данные о современной стадии разработок голографических технологий.

Особенно отличаются в этой сфере, как и везде в футуристических технологиях, японцы. Отдельно следует отметить разработки компании Aerial Burton. Результатами исследований стало устройство, позволяющее создавать голограмму при помощи ионизации молекул воздуха. Обычно для создания трехмерной проекции необходима специальная среда, за счет которой лазер формирует изображение. Такой средой может быть и водяной пар, и брызги – вода прекрасно отражает изображение лучей. Японские ученые же смогли создать совершенно иной тип лазера, который добивается переноса изображения на молекулы воздуха, благодаря чему и расположена голограмма в воздухе. Долго, правда, этот лазер пока работать не может, вновь и вновь нужно повторять процедуру ионизирования молекул воздуха. Конечно, пока даже японская компания Aerial Burton смогла достичь только переноса в пространство нескольких светящихся точек, но сами технологии подают большие надежды. В скором времени трехмерные изображения могут появиться и в сфере развлечений, а наиболее далеко идущие предположения – это замена дорожных указателей на голограммы.

Голографический проектор – своими руками!

Но пока трехмерные изображения прямо в воздухе еще нам недоступны, голограмма на телефоне – вполне обыденная вещь. Все, что для этого требуется, несколько часов на создание специального голографического проектора при помощи подручных средств.

Голограмма, своими руками созданная, не потребует от вас большого количества сложных деталей и операций. В принципе, кроме смартфона с выходом в интернет и прозрачной коробочки от CD, ничего больше и не понадобится. От такого способа воссоздания голографических изображений без ума дети, так что, если вам нечем удивить ребенка, возьмите на заметку этот метод.

Алгоритм действий

Итак, берем прозрачную пластиковую коробочку от компакт-дисков, канцелярский нож или нож для стекла, обычные ножницы, линейку, небольшой рулон скотча и, конечно же, смартфон. При помощи линейки чертим на обычном листе бумаги очертание трапеции, придерживаясь следующих пропорций: нижняя основа – шесть сантиметров, верхняя – один. Высота при этом будет равна трем с половиной сантиметрам. Прикладывая такой трафарет к стенкам коробочки, вырезаем четыре фигуры. Скрепив их между собой при помощи обычного скотча или же суперклея, получите необходимую для проекции трапецию.

Невероятное зрелище

Ну вот, теперь и настал момент истины. Проектор готов, осталось только проиграть специально обработанное изображение или видеоряд, рассчитанный на трехмерное проектирование.

Огромным плюсом создания голограмм является то, что сделать это "чудо" может практически каждый в домашних условиях, даже если нет в наличии специального оборудования. Голограммы своими руками создать может каждый, это очень легко и просто!

www.syl.ru

Голограмма изображения - это что такое

Объемное изображение, иными словами – голограмма – часто фигурирует в разнообразных фильмах о будущем — в воздухе появляется движущееся, трёхмерное изображение того или иного персонажа.

Но многие не задумываются о том, что наше с вами будущее на самом деле наступило довольно давно – первой созданной голограмме исполнилось около 75 (!) лет, а технологии, позволяющие проецировать трехмерную голограмму в воздух уже существуют.

Что же такое голограмма

В двух словах: Голограмма – объемное изображение, воспроизводящее 3D – модель объекта. Создается такое изображение с помощью лазера. Голограмма даёт ощущение трёхмерности объекта, который на самом деле является объемной картинкой.

Такой объект можно будет детально рассмотреть, он будет иметь чёткость и глубину, недоступную при использовании других 3D — технологий.

Голограмма - это что такое

Принцип записи голограммы на носитель таков: она производится путём сложения двух волн, полученных при разделении лазерного луча. Одна из этих волн – «опорная» — идет от самого источника, а вторая отражается от предмета записи.

В поле действия луча также помещают специальную фотопластинку, на которой проявляется картина полос потемнения, соответствующая картине интерференции в данной области пространства.

В итоге свет от пластинки будет отражаться (с необходимой точностью) так же, как отражался бы от предмета записи, что позволит нам увидеть его трёхмерную модель.

Подобное происходит с обыкновенной фотопленкой, но в нашем случае нет необходимости печатать изображение на бумаге — достаточно будет снова осветить пластинку волной необходимой длины, и мы снова увидим изображение объекта.

Голограмма - это что такое

Технология создания голографического изображения была создана больше половины столетия назад, в 1947, но качественная реализация голограммы появилась лишь 19 лет спустя благодаря изобретению лазера.

Её создатель, Дэннис Габор за своё открытие получил в 1971 году Нобелевскую премию. А в 1977 году Ллойдом Кроссом была создана так называемая «мультиплексная голограмма», или просто изображение в 3D формате.

С открытием новых голографических технологий качество голограмм улучшилось, а их размеры перестали ограничиваться длинной когерентности лазера, но наиболее реалистичными по-прежнему являются голограммы, созданные по старым методам.

Главной проблемой при записи голограмм на носители по-прежнему является то, что они несут в себе крайне высокий коэффициент информации. Высококачественные голограммы традиционно создаются на пластинках из бромида серебра.

Голограмма - это что такое

Ещё большей разрешающей способности можно достичь, пользуясь пластинкой из бихромированной желатины – пластинка такого состава преобразует в трёхмерное изображение до 90% попадающего на него света, что позволяет создавать чёткие и реалистичные голограммы.

Существуют и более современные технологии, например, запись на основе кристаллов. Новейшей из них является создание голографических фотополимерных материалов, наносимых на специальную подложку.

Они позволяют уменьшить стоимость и громоздкость голограммы, но проигрывают кристаллическим в максимальной вместимости информации.

На сегодняшний день создание небольшой голограммы доступно каждому – достаточно иметь неподвижно закреплённый лазер, фотопластинку и объект, изображение которого появится на пластинке.

С другой стороны, для этого уже существует выпущенный в 2014 году смартфон «Takee 1», создающий голографические 3D – изображения, которые можно просматривать без очков.

ctoetotakoe.ru

голограмма изображения - это... Что такое голограмма изображения?

 голограмма изображения

image hologram

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

  • голограмма данных
  • голограмма на фотоматериале

Смотреть что такое "голограмма изображения" в других словарях:

  • ГОЛОГРАММА — (от греч. holos весь, полный и ...грамма) оптическая зарегистрированная на фотопластинке или на к. л. др. носителе картина интерференции двух пучков света от одного источника (обычно лазера). Используется для воспроизведения объёмного изображения …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ТРЁХМЕРНАЯ ГОЛОГРАММА — зарегистрированная в трёхмерной (объемной) среде интерференционная картина при использовании голография, схемы на встречных пучках (см. Голография). Из за использования встречных пучков расстояние между поверхностями, соответствующими интерференц …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ГОЛОГРАФИЯ — (от греч. holos весь, полный и grapho пишу), способ записи и восстановления волн. поля, основанный на регистрации интерференц. картины, к рая образована волной, отражённой предметом, освещаемым источником света (п р е д м е т н а я волна), и… …   Физическая энциклопедия

  • Голография — (от греч. hólos весь, полный и ...графия)         метод получения объёмного изображения объекта, основанный на интерференции волн. Идея Г. была впервые высказана Д. Габором (Великобритания, 1948), однако техническая реализация метода оказалась… …   Большая советская энциклопедия

  • Голография — (др. греч. ὅλος  полный + γραφή  пишу)  набор технологий для точной записи, воспроизведения и переформирования волновых полей. Данный метод был предложен в 1947 году[1] Дэннисом Габором, он же ввёл термин голограмма[2] и получил… …   Википедия

  • ГОЛОГРАФИЯ — особый фотографический метод, при котором с помощью лазера регистрируются, а затем восстанавливаются изображения трехмерных объектов, в высшей степени похожие на реальные. Такая фотографическая запись называется голограммой. При освещении лазером …   Энциклопедия Кольера

  • Евро — (Euro) Евро это единая европейская валюта Евро: описание монет и банкнот, история создания и развития, место в мировой экономике Содержание >>>>>>>>>> …   Энциклопедия инвестора

  • Стереоизображение — «Качающаяся» стереоскопия. Технология GIF анимации позволяет создать ощущение объёма даже при монокулярном зрении. Похожий механизм восприятия объёма реализует и природа  например, куры, качая головой, обеспечивают высококачественное… …   Википедия

  • Доллар — (Dollar) Доллар – это денежная единица ряда различных стран Доллар: история, номинальное назначение, в каких странах имеет обращение Содержание >>>>>>>>>>>>>>>>>>> …   Энциклопедия инвестора

  • Денисюк, Юрий Николаевич — У этого термина существуют и другие значения, см. Денисюк. Юрий Николаевич Денисюк …   Википедия

  • РЕГИСТРАЦИЯ ГОЛОГРАММ — запись волнового фронта; один из главных этапов голография, процесса (см. Голография). В зависимости от взаимного расположения источника опорной волны, объекта и голограммы различают неск. осн. схем (см. рис.), к рые условно можно разделить на… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

dic.academic.ru