Holograficzne filmy?
Dodane przez Przemek6 dnia 25.09.2013 10:04:43

Hologramy znamy na razie przede wszystkim z tęczowych naklejek, które zabezpieczają dokumenty. Coraz bliżej jest już jednak do hologramów rodem z "Gwiezdnych Wojen" - ruchomych postaci 3D wyświetlanych w powietrzu. Mówi o tym prof. Małgorzata Kujawińska.

Badaczka z Wydziału Mechatroniki Politechniki Warszawskiej wrz ze swoim zespołem pracuje nad tzw. technikami prawdziwego obrazowania trójwymiarowego realizowanego poprzez holografię cyfrową. Projekt "Holo True3D" finansowany jest przez Narodowe Centrum Nauki.


Treśœć rozszerzona


-W tej chwili w Internecie można znaleźć bardzo dużo produktów czy opisów zjawisk, które określa się mianem holografii. Efekty, które mogą się wydawać hologramami stosuje się np. w muzeum zespołu Abba czy na koncertach Madonny. Są to jednak efekty znane już w XIX w.- mówi prof. Kujawińska. Dodaje, że tzw. efekt ducha Peppera (ang. Pepper's ghost effect) stosowany był np. w teatrze, kiedy na scenie miały pojawić się duchy. Aby uzyskać taki efekt wystarczało odpowiednie oświetlenie i umiejętnie ustawiona szyba czy zwierciadło. Dziś to zjawisko wykorzystuje się używając nowoczesnych technik. Jednak pojawiających się na scenie obiektów nie można nazwać hologramami - nie są one trójwymiarowe, widzimy jedynie ich dwuwymiarowy obraz w przestrzeni.

Namiastką trójwymiarowości jest również stereoskopia, stosowana w tzw. filmach 3D. -Bazuje ona na rejestracji i przekazaniu naszym oczom dwóch płaskich obrazów - fotografii. Obraz ten rejestrowany jest przez kamery, które patrzą na obiekt z dwóch kierunków. Jeśli mózg dostanie taką stereoparę, jest w stanie odtworzyć z niej informację trójwymiarową - wyjaśnia badaczka. Obiekt prezentowany jest tu nie z dowolnej wybranej przez widza perspektywy, ale jedynie z dwóch kierunków widzenia. Dzięki specjalnym okularom każdy obraz dostarczany jest do innego oka. -Następną w kolejce techniką jest metoda autostereoskopii. W niej obraz rejestruje co najmniej sześć kamer ustawionych w rzędzie. Dają one sześć perspektyw, które można później obserwować bez użycia okularów. Ale to cały czas nie jest prawdziwy trójwymiar... - przyznaje rozmówczyni.
Ekspertka wyjaśnia, że każdy obiekt charakteryzują dwie podstawowe cechy: amplituda i faza fali świetlnej. Amplituda (to ją rejestrują fotografie) pozwala stwierdzić, czy obiekt jest ciemniejszy czy jaśniejszy. Z kolei faza światła - różnica dróg światła docierającego z różnych punktów obiektu - daje pełną informację o trójwymiarowości przedmiotu. Jeśli zapisze się fazę fali, można patrzeć na obiekt z dowolnej perspektywy, a przejście między tymi perspektywami będzie płynne. -Jedyną metodą, dzięki której można zarejestrować i amplitudę, i fazę - a więc pełną informację o obiekcie - jest holografia.- wyjaśnia badaczka.
W postaci analogowej informacje te rejestrowane były na kliszy lub płycie holograficznej o ogromnej rozdzielczości - np. 3000 linii na mm. Takie analogowe hologramy zabezpieczają teraz np. dowody osobiste czy karty kredytowe. Prof. Kujawińska wyjaśnia, że klisz holograficznych można było nawet używać do tworzenia filmów. -Kiedy jednak przeszliśmy na cyfrowy zapis danych, holografia stała się wyzwaniem - przyznaje prof. Kujawińska. Podkreśla, że cyfrowe hologramy wymagają zapisania i przesyłania ogromnej ilości informacji. Podaje przykład, że wyświetlacz holograficzny o wymiarze ekranu smartfona musiałby mieć 20 tys. x 20 tys. pikseli (teraz to np. ok. 1 tys. na 2 tys. pikseli). Problemem byłoby nie tylko zbudowanie takiego wyświetlacza, ale również przesyłanie przez kanał telekomunikacyjny tak dużej ilości informacji uaktualnianej z częstotliwością wideo.
Cyfrowe hologramy dla zastosowań multimedialnych pojawiają się już jednak na horyzoncie. Jednak badacze głowią się nad kolejnym problemem - opracowaniem techniki cyfrowego filmu holograficznego. Badaczka wyjaśnia, że w ramach europejskiego projektu Real3D, w którym uczestniczyli też specjaliści z PW, udało się już przesłać i odczytać cyfrowy film holograficzny. Obraz nie był jeszcze płynny - uaktualniał się zaledwie raz na sekundę.
Eksperymenty nad cyfrowym filmem holograficznym przeprowadzano również w Turcji, gdzie udało się odtworzyć na specjalnym ekranie hologram wygenerowanego komputerowo galopującego konia. -Konika o wysokości zaledwie 6-7 mm można było zobaczyć z odległości 1 metra. Gołym okiem ledwo było coś widać. Ograniczeniem był zwłaszcza wymiar wyświetlacza- przyznaje prof. Kujawińska.
Wyjaśnia, że problemem jest sposób pozyskiwania informacji o fazie obiektu. Aby takie dane uzyskać, przy rejestrowaniu hologramu trzeba obiekt oświetlić światłem laserowym. -Będzie to przeszkadzało w każdej produkcji filmowej - przyznaje badaczka z PW. W przypadku niedużych obiektów czy nawet ludzi nie będzie to jednak skomplikowane. Trudności zaczną się, gdy zechce się zapisać informacje o większych obiektach lub scenach. -Np. przekazanie transmisji holograficznej ze stadionu jest dla mnie obecnie trudne do wyobrażenia- uważa. Wyjaśnia, że chodzi tu nie tylko o ilość informacji, ale i odległości między obiektami. Jej zdaniem pierwsze hologramy będą więc hybrydami - tylko niektóre elementy obrazu (np. postacie) będą prawdziwie trójwymiarowe, a tło czy dalszy plan będą ciągle dwuwymiarowe, jednak całość zapisana będzie w formacie holograficznym.
-Cały czas też myślimy, jak odejść od konieczności wyświetlania hologramu na ekranie lub w trójwymiarowym medium- mówi prof. Kujawińska. Zaznacza, że zespół z PW współpracować będzie przy projekcie naukowców z Korei Płd. Tam w ciągu kilku lat powstać ma przenośny holograficzny system telekonferencyjny. Trójwymiarowy obraz prelegenta będzie można przenieść do sali konferencyjnej - nawet w innej części świata. -Najważniejsze jest jednak w projekcie to, by postać wyświetlana była w powietrzu i oglądana bezpośrednio przez widza. Prawie jak w „Gwiezdnych wojnach” - porównuje ekspertka.

Źródło: polskieradio.pl