Różne

Hologramy nie tylko dla Mistrza Jedi

Kolejna technologia rodem z "Gwiezdnych wojen" wkrótce znajdzie się w naszych domach. Naukowcy prezentują prototyp holograficznej TV. Przy okazji hologramów, opisano ich historię.

Na liście wynalazków, które nie spełniły pokładanych w nich oczekiwań, holografia zajmowała dotąd dość wysokie miejsce. Ale jak dowodzi praca, która zdobi okładkę najnowszego "Nature", to się właśnie zmienia.

Pionierem holografii był polski fizyk Mieczysław Wolfke, profesor Politechniki Warszawskiej w okresie międzywojennym, który w 1920 r. opracował teorię holograficznego zapisu. Tyle, że to się jeszcze wtedy nie nazywało holografią, a poza tym nikt nie zwrócił na to uwagi. Ponownie na ten sam pomysł wpadł blisko trzy dekady później naukowiec węgierskiego pochodzenia Dennis Gabor i to on dostał w 1971 r. Nagrodę Nobla za wynalezienie holografii.

Hologramy przewyższają zwykłe zdjęcia tym, że pokazują nam świat w takiej postaci, w jakiej na co dzień go oglądamy, a więc z trójwymiarową głębią, a także z możliwością zmiany kąta widzenia i perspektywy. Holograficzna postać po prostu wystaje z ekranu - można przechylać głowę, by oglądać ją z góry, z dołu, z boków, a także od tyłu. Takiej wielości perspektyw nie daje dzisiejsze trójwymiarowe kino czy odbiorniki TV. Nie mówiąc o tym, że hologram oglądamy samymi oczami, a w kinie czy przed telewizorem 3D musimy założyć specjalne okulary.

Zwykłe zdjęcie czy kadr z filmu można porównać do oglądania wnętrza pokoju przez dziurkę od klucza, do której przytykamy jedno oko. Hologram otwiera zaś całe okno, przez które można zajrzeć do wnętrza.



Jak się to robi? Jeśli przyjrzymy się powierzchni, na której jest zapisany hologram, to zobaczymy tylko niezrozumiały wzór ciemnych i jasnych cętek. Podobnie niewiele zdradzają rowki na powierzchni płyty CD z nagranym dźwiękiem.

Dopiero po oświetleniu promieniem lasera (czasem wystarcza zwykłe światło) wyłania się obraz. Światło rozprasza się bowiem na zakodowanym w cętkach wzorze i wybiega z hologramu w takiej samej postaci jak po odbiciu od przedmiotu czy krajobrazu, których obraz został wcześniej tam zapisany. Na samym początku o holografii mówiono, że to "rekonstrukcja czoła fali świetlnej" (tej odbitej od fotografowanych przedmiotów).

W tym sensie hologram rzeczywiście przypomina zamrożony w czasie widok przez okno.

Pierwsze hologramy powstały w latach 60. - po wynalezieniu laserów, które są niezbędne do ich tworzenia (trzeba bowiem zakodować nie tylko natężenie fal świetlnych, ale też ich fazę, co jest możliwe tylko za pomocą lasera). Raz zapisane hologramy wyświetlały nieruchomy obraz i podobnie jak utrwalone fotografie nie mogły ulec zmianie.

Oczywiście marzono też o holograficznej telewizji albo przynajmniej przesyłaniu holograficznego obrazu z jednego miejsca w inne. Tak jak w kultowych filmach science fiction - "Star Treku" albo "Gwiezdnych wojnach", gdzie jest scena, na której robot R2-D2 wyświetla holograficzny film z dramatycznym przekazem od księżniczki Lei: "Pomóż mi, Obi-Wan Kenobi. Jesteś moją jedyną nadzieją".

Wtedy było to utopią. Do takich transmisji potrzebne były potężne komputery i bardzo pojemne łącza, bo - jak się można domyślić - ilość przetwarzanych i przesyłanych informacji jest tutaj znacznie większa niż przy transmisji płaskich obrazów. Żeby hologram był ruchomy jak obraz TV, konieczny był także odpowiednik kineskopu - czyli nośnik, na którym można byłoby błyskawicznie zapisywać oraz wymazywać holograficzne cętki.

Pracowały nad tym bez większych sukcesów dwa pokolenia naukowców, ale dopiero teraz przeszkody udało się pokonać grupie naukowców z Uniwersytetu Arizony w Tucson pod kierunkiem prof. Nassera Peyghambariana. Dziś w "Nature" prezentują oni pierwszy działający system rejestracji i transmisji obrazów holograficznych. Wciąż jeszcze niedoskonały. Odświeżanie obrazu trwa aż dwie sekundy (dla płynnego wyświetlania wideo trzeba to robić 30 razy na sekundę albo i szybciej).

Na razie też nie imponuje rozmiar ekranu (40 cm) ani rozdzielczość (piksel ekranu, zwany tu hogelem, jest wielkości milimetra). Ale prof. Peyghambarian zapewnia, że teraz prace pójdą jak z płatka. Jego zdaniem, nie ma żadnych fizycznych przeszkód, żeby wynalazek udoskonalić i wyprowadzić z laboratorium do sklepów RTV.

Hologramy są zapisywane na cienkiej warstewce przezroczystego, światłoczułego i przewodzącego plastiku za pomocą lasera, który świeci nanosekundowej długości impulsami. Zapis nie jest trwały - blaknie sam po minucie albo w dwie sekundy można go płynnie zastąpić kolejnym kadrem. Zapisywane obrazy wydobywa zaś dla naszych oczu światło drugiego lasera.

Oba lasery - zapisujący i odczytujący obraz - są ukryte za ekranem i nie przeszkadzają w oglądaniu trójwymiarowej transmisji, która - jak zapewniają badacze - może być także w kolorze (trzeba wtedy użyć laserów z trzema podstawowymi barwami oświetlających hologram pod innymi kątami).

Kiedy więc ekrany naszych telewizorów wyświetlą pierwsze hologramy? Za 7-10 lat - twierdzi naukowiec.

W "Nature" naukowcy piszą, że holograficzne przekazy przydadzą się w medycynie. Dzięki nim chirurg będzie mógł np. z wszystkich stron obejrzeć obraz mózgu uzyskany za pomocą skanera MRI lub tomografu albo zdalnie wziąć udział w operacji.

Drobnym maczkiem na końcu swej publikacji badacze dziękują za finansowe wsparcie biuru badań naukowych amerykańskich sił powietrznych, a także słynnej agencji zaawansowanych obronnych projektów badawczych (DARPA). To dowodzi, że wojskowi też chcą ruchomych hologramów. Z pewnością śledzenie holograficznej transmisji z pola walki jest wygodniejsze i bezpieczniejsze niż osobisty udział w bitwie.


Cały artykuł znajdziecie na Gazeta.pl. Wiele zatem wskazuje na to, że faktycznie kolejna wizja, którą dzielą zarówno "Gwiezdne Wojny" jak i "Star Trek" powoli się realizuje.



Tagi: Hologram (7) Nauka (67) Star Trek (101)

Komentarze (0)

Aby dodawać komentarze musisz się zalogować:

Login:
Hasło:

Archiwum wiadomości dla działu "Różne"

Loading..

Ustawienia


Ustaw kolejność w prawej i lewej sekcji.
Możesz przesuwać elementy również pomiędzy nimi.