В связи с голограммами наметились некие подвижки
Американцы утверждают, что осуществили прямую трансляцию подвижных голографических изображений, другими словами обширно шагнули в то самое будущее, где трёхмерная проекция человека на равных общается с живыми людьми. Учёные говорят, что успех им принесла разработка, принципиально хорошая от известных 3D-дисплеев, и деловито рассуждают о возможностях её применения. Всё это, но, не мешает результатамсмотреться более чем робко.
Голографическое телеприсутствие (holographic telepresence) – это голография с постоянной и стремительной перезаписью изображения в настоящем времени. Прогресса в развитии данной разработки добились доктор наук Нассер Пейгамбарян (Nasser Peyghambarian) и его коллеги из университета Аризоны. Учёные действовали в кооперации со экспертами из Nitto Denko Technical (калифорнийского подразделения японской корпорации Nitto Denko).
Новая совокупность, по уверению её авторов, способна на частоту обновления изображения в один кадр за две секунды. Действительно, в представленных роликах зрителям предложено разглядывать с различных точек зрения статичные кадры.
Может показаться, что мала отличие. Будь в том месте хотя бы и серия кадров (по одному в несколько секунд) — это всё равняется смехотворно мало, поскольку для обычной видеоконференции необходимы 30 кадров в секунду. Но, дабы оценить новое достижение полностью, необходимо знать предысторию.
Команда показала, что голографическое телеприсутствие снабжает картине свойство полного параллакса: объект возможно разглядеть в один момент с различных сторон и любой зритель видит собственную сторону предмета (либо человека). Всё это, очевидно, без всяких очков и совокупностей отслеживания положения глаз зрителей (фото Pierre-Alexandre Blanche, Nasser Peyghambarian/Nature, Nitto Denko Technical).
Нынешние объёмные дисплеи – не имеет значения, автостереоскопические либо требующие особые очки – выдают в полной мере реалистичное 3D-изображение заблаговременно отснятых предметов, будь то трёхмерные фильмы, графика из игр и без того потом.
Но наряду с этим зритель, сместившись относительно центра экрана правее либо левее хоть на 60-80 градусов, всё равняется не сможет разглядеть ухо наблюдающего совершенно верно на него персонажа – легко вследствие того что с данной стороны объект не был записан.
Иное дело голограммы. Особые пластинки, сохраняющие интерференционную картину, при верном освещении воспроизводят верный поток лучей «от предмета» – с какой стороны на таковой снимок ни взгляни. Так создаётся иллюзия трёхмерной копии вещицы в фотографической рамке.
Одно из преимуществ новинки – изображение записывается с одной стороны пластины, а просматривать его возможно с другой. Значит, лазерную установку возможно скрыть так, что пара зрителей, расположившись около экрана, будут видеть только иллюзорный трёхмерный объект.Кстати, не смотря на то, что в прототипе изображение монохромное, учёные уже экспериментируют с пластинами, каковые разрешат передавать по каналам связи и цветные голограммы (фото Pierre-Alexandre Blanche, Nasser Peyghambarian/Nature).
До голографического дисплея из этого один логичный ход: необходимо сделать так, дабы голограмму на пластине возможно было скоро стирать и перезаписывать в настоящем времени, да ещё по сигналу, передаваемому извне. Таковой переход, но, был технически не меньше сложным вызовом, чем изобретение голографии самой по себе.
«Помоги мне, Оби-Ван Кеноби, ты моя единственная надежда!» О голографической совокупности из хороших «Звёздных войн» (Star Wars) 1977 года (нижние кадры) вспоминают и сами авторы нынешнего устройства в собственной статье в Nature.В плане приближения результата к трёхмерным проекторам из легендарной киносаги со «скоростной» голограммой Нассера (красные снимки) смогут сравниться разве что опыты с висящей в воздухе плазмой и скоро вращающимся зеркалом (кадры с сайтов technologyreview.com, maximumpc.com).
Для постоянной перезаписи необходимы были материалы, скоро перестраивающие собственную структуру в ответ на действие лазера. Подобрать их выяснилось непросто. К примеру, в Массачусетском технологическом университете (MIT) совокупность с подвижными голограммами выстроили ещё во второй половине 80-ых годов XX века.
Увы, изображение в ней занимало количество всего 25 кубических миллиметров. Это было вечно на большом растоянии от использования на практике, а попытки нарастить размер дисплея пресекались ростом качества сложности и ухудшением картинки оптики, что ввергло приверженцев голографических видеосистем в отчаяние.
Материал Пейгамбаряна и его сотрудников удостоен обложки ноябрьского номера Nature. Кое-какие подробности разработки возможно кроме этого определить из пресс-релиза университета (иллюстрация Nature).
Основание для оптимизма показалось в 2007 году, в то время, когда Nitto Denko Technical при участии Нассера и последовательности его сотрудников создала полимер (смотрите статью в Nature), талантливый играть роль голографической фотопластинки многократного действия.
Размер чувствительного материала достигал 10 х 10 сантиметров. Наряду с этим большой темп перезаписи изображения на таковой пластине составлял один кадр за три-четыре 60 секунд.
Пример многократно перезаписываемой голограммы 2007 года. Частота обновления раз в пара мин. не разрешает вычислять её подвижной (фото University of Arizona/Nasser Peyghambarian).
Сейчас та разработка значительно усовершенствована. Со слов одного из её авторов Пьера-Александра Бланша (Pierre-Alexandre Blanche), экран из нового фоторефрактивного материала способен обновлять голограмму каждые две секунды, что «делает его первым, что возможно обрисовать как совокупность с отображением в квазиреальном времени».
Начинается всё с 16 камер, полукругом стоящих около объекта. Они снимают его с различных сторон. Компьютер проводит обработку данных и передаёт данные, нужную для голограммы, через цифровой канал в другую помещение (город, страну).
В том месте в дело вступает кодирующий импульсный лазер, вспыхивающий с частотой 50 герц при длине одного импульса в наносекунду. Его свет складывается с волнами от опорного лазера, а интерференционная картина запечатлевается на поверхности дисплея. Наряду с этим любая вспышка лазера записывает один хогель, либо гогель (hogel — сокращение от holographic pixel, голографический пиксель).
Упрощённый принцип записи голограммы: опорный луч (вверху) и объектный луч (внизу) через совокупность линз проецируются на фоточувствительный материал (оранжевая полоса), в котором волны смешиваются, а картина их интерференции записывается.Освещение таковой пластины опорным лучом разрешает вернуть трёхмерную картину, которую нёс луч объектный. Внизу: съёмка модели замка с новой совокупностью (фото Pierre-Alexandre Blanche, Nasser Peyghambarian/Nature).
Происходит запись так. Полимерный композит сложного состава в новом экране зажат между двух прозрачных электродов. В то время, когда свет от лазеров попадает на молекулы сенсибилизатора в составе композита, они создают разделение зарядов.
Полимер, подобранный учёными, намного лучше проводит хорошие заряды, чем отрицательные, так что первые уходят прочь от места происхождения.
Со своей стороны разделение зарядов создаёт электрическое поле, которое меняет ориентацию красного, зелёного и светло синий пигментов в составе композита. Сейчас, в то время, когда хогель освещается внешним светом от светодиодов, он создаёт нужную точку в общей голограмме. А через несколько секунд новая вспышка наносекундного лазера меняет хогель в соответствии со следующим кадром видео.
Одно из изображений, переданных новой установкой (слева), и прототип совокупности с экраном 12 х 12 дюймов (справа) (фото Pierre-Alexandre Blanche, Nasser Peyghambarian/Nature).
В качестве теста совокупности её авторы устроили видеоконференцию, на протяжении которой голографическое изображение сотрудника Nitto Denko передавалось из Калифорнии в Аризону.
Поперечник экрана в нынешней установке образовывает 10 дюймов (25,4 см), но авторы разработки уже тестируют громадные пластины (впредь до 17 дюймов). Скорость обновления изображения также возможно увеличена: для этого необходимо модифицировать красители в полимере, дабы они поменяли собственное состояние стремительнее, и перейти к лазерам, выдающим более маленькие импульсы с большей частотой.
«Голографическое телеприсутствие свидетельствует, что мы можем записывать трёхмерные изображения в одном месте и воспроизводить их в любой точке мира в настоящем времени», – говорит Нассер Пейгамбарян. До сих пор голографическая запись имела возможность похвастать глубиной изображений и хорошим разрешением, но не динамикой (фото Norma Jean Gargasz/UANews).
Совокупности трёхмерной видеосвязи, игры и реклама — не все направления, в которых понадобятся подвижные голограммы. К примеру, они весьма понравятся медикам. Около голографического больного, лежащего на столе-дисплее, возможно будет собирать консилиумы, в которых будут перемешаны участники, присутствующие живьём и находящиеся в других городах, врачи смогут принимать дистанционное участие в операциях.
Ещё благодаря голограммам инженеры возьмут возможность с надёжного расстояния смотреть за ходом процессов на страшных производствах… Таковы возможности новой совокупности, в случае если учёным удастся нарастить размер, разрешение изображения и частоту кадров.
