Голография: технология настоящего 3D

Голографический проектор Imec способен создать проекцию целого архитектурного объекта — например, строящегося здания бельгийского университета Imec Голографические технологии начали интенсивно развиваться с 1960 года. В то время они применялись для получения особых картинок, которые записывались при помощи лазера, состояли из отдельных ракурсов и выглядели по-разному в зависимости от угла зрения. Современная голография более сложна — если быть точнее, она стала трехмерной. С помощью новейших разработок в перспективе можно будет создавать объемную рекламу с захватывающими визуальными эффектами. В качестве примера можно привести известный фильм «Назад в будущее». Впрочем, разработчики ориентируются не только на производство рекламы. Планируется оснастить голографическими возможностями и домашние телефоны, а в самой далекой перспективе — рождение голографического телевидения, которое вытеснит нынешние 3D-технологии, создающие эффект объемного изображения посредством обмана зрения. Пока инженеры трудятся над новыми разработками в этой сфере, CHIP расскажет, на что голография способна уже сегодня.

Aerial Burton 3D

Систему Aerial представила японская компания Burton Inc, разработчики которой явно вдохновлялись фильмами по вселенной «Звездных войн». Данная технология примечательна тем, что позволяет создавать изображения в воздухе без использования дополнительных экранов, как это показано в кадрах знаменитой киносаги. В теории все элементарно: система лазеров, устанавливаемых под необходимыми углами, используется для возбуждения находящихся в воздухе атомов кислорода и водорода, в результате чего они начинают  светиться. На данный момент одновременно могут испускать свет до 50 000 точек, чего хватает для демонстрации движущихся объектов со скоростью 10–15 кадров/с. В связи с этим изображение немного рябит. Впрочем, создатели устройства надеются, что уже в ближайшее  время у них получится увеличить частоту обновления до 20–25 кадров/с, в результате чего голографические объекты начнут двигаться достаточно плавно и реалистично.

Aerial Burton 3D: лазеры возбуждают атомы кислорода и водорода в воздухе, и те начинают светиться

Microsoft Vermeer

Следующая технология была представлена хорошо известной нам компанией Microsoft. В данной разработке главную роль играет знакомый всем еще со школьных уроков физики прибор — мираскоп. Это сложная система из двух параболических зеркал, которая позволяет создавать объемное изображение объекта, помещенного между ними. Microsoft доработала устройство и создала технологию, способную сделать картинку движущейся. Чтобы получить голограмму, разработчики установили снизу мираскопа малогабаритный проектор и специальную систему отражателей. Это дает возможность воспроизводить около 3000 изображений в секунду. В результате генерируется объемная картинка, которая использует ракурсы со 192 разных точек обзора. Частота обновления составляет около 15 кадров/с. Благодаря этому мы получаем возможность рассматривать объект со всех сторон, не мучая собственные глаза: никакого обмана зрения нет.

Но Microsoft пошла еще дальше и сделала голограмму динамической. Помимо проектора используются инфракрасный датчик и камера. В результате получается своеобразный «тачскрин»: изображение можно поворачивать движением руки, несмотря на то что оно парит в воздухе. Кроме того, с голографической картинкой можно взаимодействовать с помощью датчиков Kinect.

Голограмма в каждом доме

Совершенно иной подход к теме 3D предлагают исследователи из бельгийского университета Imec, в чьих лабораториях был создан прототип проекторов будущего. Его центральный элемент внешне выглядит просто — небольшая полоска около 15 см в длину и 5 см в высоту. Однако это только первое впечатление, ведь на ее поверхности находится огромное количество крошечных подвижных площадок, отражающих свет, — каждая размером не более половины микрона. Пластинка освещается несколькими лазерами под разными углами. Передвигая микроскопические площадки, удается добиться интерференции — взаимного усиления и ослабления амплитуд световых волн, за счет чего формируется изображение.

Пластинка с отражающими площадками — центральный элемент проектора Imec Пока исследователи умеют получать только статичную трехмерную картинку — простую голограмму, состоящую из кубов. Но ученые находятся буквально в одном шаге от создания дисплея на основе подобной технологии, способного показывать видео. В планах Imec выпустить первый коммерческий прототип уже в середине 2012 года.

Развлекательная псевдоголография

Виртуальная певица

Если вам хочется лично увидеть динамические голограммы, то вовсе не обязательно ждать несколько лет. Популярней ший японский вокалоид Хацуне Мику является компьютерной программой, но, несмотря на это, вполне успешно дает реальные концерты. Как такое возможно? Строго говоря, Хацуне не является голограммой. И хотя официальные лица не раскрывают всех карт, с высокой вероятностью можно сказать, что используется старый трюк под названием «Pepper’s ghost» (англ. «призрак Пеппера»). На сцене под определенным углом натянут особый экран Eyeliner, который преобразует 2D-изображение в «псевдо-3D». Во время концерта заметить такую тонкую пленку непросто. На нее падает свет от мощного проектора, и у зрителя возникает ощущение, что объект действительно находится на сцене. Несмотря на кажущу юся простоту, в домашних условиях такая технология нерентабельна из-за своей стоимости: для хорошей четкости требуется очень дорогой проектор, хотя построить простейший аналог вполне возможно. Впрочем, в будущем перспектива войти в каждый дом есть и у этой технологии.

Лазерное шоу

В качестве примера развлекательной псевдоголографии можно привести лазерные шоу, которые способны созда вать объемные картинки. Для этого место показа заполняется легким дымом, а лучи света высокой интенсивности перемещаются в пространстве и создают зрелищные эффекты. Специальные проекторы направляют лучи на клубы дыма или другие поверхности, позволяя рисовать самые различные объекты, а также светящиеся надписи.