Подробно за новата технология на 3D-холографията, Nanotechnologies Nanonewsnet

Американците твърдят, че са извършили пряко излъчване на движещи се холографски изображения, тоест са направили голяма крачка в самото бъдеще, където триизмерна проекция на човек общува с живи хора на равна нога. Учените казват, че технологията, която е коренно различна от познатите 3D дисплеи, им е донесла успех и оживено говорят за перспективите за нейното приложение. Всичко това обаче не пречи постигнатите резултати да изглеждат повече от скромни.

Писахме накратко за това откритие по-рано (вижте статията), но както обикновено, това ново време носи нови подробности.

Холографското телеприсъствие е холография с постоянно и бързо презаписване на изображения в реално време. Напредъкът в разработването на тази технология е постигнат от професор Насър Пейгамбарян и колегите му от университета в Аризона. Учените действаха в сътрудничество със специалисти от Nitto Denko Technical (калифорнийско подразделение на японската корпорация Nitto Denko).

3d-холографията
Фиг. 1. Екипът демонстрира, че холографското телеприсъствие осигурява на картината свойството на пълен паралакс: даден обект може да се гледа едновременно от различни страни и всеки зрител вижда своята страна на обекта (или човек). Всичко това, разбира се, без никакви очила и системи за проследяване на очите (снимка от Pierre-Alexandre Blanche, Nasser Peyghambarian/Nature, Nitto Denko Technical).

Настоящите3D дисплеи - независимо дали са автостереоскопични или изискващи специални очила - създават напълно реалистично 3D изображение на предварително заснети обекти, независимо дали са триизмерни филми, графики от игри и т.н.

Но в същото време зрителят, като се измести спрямо центъра на екрана надясно или наляво на поне 60–80градуса, все още няма да можете да видите ухото на героя, който гледа точно към него - просто защото обектът не е записан от тази страна.

холограмите са друг въпрос. Специални плочи, които запазват интерферентната картина, с правилното осветление възпроизвеждат правилния поток от лъчи "от обекта" - от която страна гледате такава картина. Това създава илюзията за триизмерно копие на нещото във фотографска рамка.

3d-холографията
Фиг. 2. Едно от предимствата на новостта е, че изображението се записва от едната страна на плочата и можете да го видите от другата. Следователно лазерната инсталация може да бъде скрита, така че няколко зрители, разположени около екрана, ще виждат само илюзорен триизмерен обект. Между другото, въпреки че изображението в прототипа е монохромно, учените вече експериментират с плочи, които ще позволят цветни холограми да се предават по комуникационни канали (снимка от Pierr e-Alexandre Blanche, Nasser Peyghambarian / Nature).

Има една логична стъпка оттук до холографския дисплей: трябва да се уверите, че холограмата върху табелата може бързо да се изтрие и пренапише в реално време и дори чрез сигнал, предаван отвън. Подобен преход обаче се оказва технически не по-малко трудно предизвикателство от изобретяването на самата холография.

За постоянно пренаписване бяха необходими материали, които бързо пренареждаха структурата си в отговор на излагане на лазер. Събирането им не беше лесно. Например в Масачузетския технологичен институт (MIT) през 1989 г. е изградена система с движещи се холограми.

Основания за оптимизъм дойдоха през 2007 г., когато Nitto Denko Technical, с помощта на Nasser и редица колеги, създаде полимер (вижте статията на Nature), който може да действа като холографска фотографска плака за многократна употреба.

Размерчувствителният материал достига 10x10 сантиметра. В този случай максималната скорост на пренаписване на изображение върху такава плоча беше един кадър за три до четири минути.

технология
Фиг. 5. Пример за презаписваема холограма от 2007 г. Скоростта на актуализиране на всеки няколко минути не позволява да се счита за мобилен (снимка от Университета на Аризона / Nasser Peyghambarian).

Всичко започва с 16 камери, разположени в полукръг около обекта. Снимат го от различни ъгли. Компютърът извършва обработка на данни и предава необходимата информация за създаване на холограма чрез цифров канал в друга стая (град, държава).

Тук влиза в действие кодиращият импулсен лазер, който мига с честота от 50 херца при дължина на импулса от една наносекунда. Неговата светлина се добавя към вълните от референтния лазер и интерферентният модел се отпечатва върху повърхността на дисплея. В този случай всяка лазерна светкавица записва един hogel или gogel (hogel е съкращение от холографски пиксел, холографски пиксел).

3d-холографията
Фиг. Фиг. 6. Опростен принцип на запис на холограма: референтният лъч (отгоре) и обектният лъч (отдолу) се проектират през система от лещи върху фоточувствителен материал (оранжева ивица), в който вълните се смесват и се записва техният интерференчен модел. Осветяването на такава плоча с референтен лъч позволява да се възстанови триизмерната картина, носена от обектния лъч. Долу: Заснемане на модел на замък с новата система (снимка от Pierre-Alexandre Blanche, Nasser Peyghambarian/Nature).

Записът върви така.Полимерен композит със сложен състав в новия екран е поставен между два прозрачни електрода. Когато светлината от лазерите удари молекулите на сенсибилизатора в композита, те създават разделяне на заряда.

Избраният от учените полимер е много по-добър в провеждането на положителни заряди,отколкото отрицателни, така че първите се отдалечават от мястото на произход.

технология
Фиг. 7. Едно от изображенията, предавани от новата инсталация (вляво) и прототип на система с екран 12 x 12 инча (вдясно) (снимка от Pierre-Alexandre Blanche, Nasser Peyghambarian/Nature).

Холографското телеприсъствие означава, че можем да записваме 3D изображения на едно място и да ги възпроизвеждаме навсякъде по света в реално време“, казва Насър Пейгамбарян.

3d-холографията
Фиг. 8. Досега холографският запис можеше да се похвали с добра разделителна способност и дълбочина на изображението, но не и динамика (снимка на Norma Jean Gargasz / UANews).

Дори благодарение на холограмите, инженерите ще могат да наблюдават хода на процесите в опасни производства от безопасно разстояние ... Това са перспективите за нова система, ако учените успеят да увеличат размера, разделителната способност на изображението и честотата на кадрите.