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みんなホログラムになるの? ホログラフィーの理論から実践への展開

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ホログラフィーの理論的基礎が最初に定式化されてから 100 年以上が経過しましたが、ホログラムは主にレコードのステッカーやトゥパック シャクールの死後のコンサートと関連付けられています。 しかし、近年、ホログラフィーの話題が活発に発展し始めています。 今日は、神秘的なホログラフィック画像についてお話しします。

1920年、ポーランドの科学者Mieczyslaw Wolfkeは、彼の作品「分子グリッドの光学イメージングの可能性について」(Über die Möglichkeit der optische Abbildung von Molekulargittern)で、画像を取得するホログラフィック方法のアイデアを提唱し、実験的に確認しました。 しかし、当時、北極点の発見を実際に利用できる技術はありませんでした。 前世紀の60年代までこれを待たなければなりませんでした。

ホログラム

ホログラムは、1977 年に公開された映画「スター ウォーズ」のおかげで広く知られるようになりました。この映画では、ホログラムが情報伝達手段および通信手段として機能していました。 このようにして、非常に複雑な科学理論がポップ カルチャーに入り込み、世界中の何百万もの人々の想像力をかきたてました。 今日、ジョージ・ルーカスによるホログラフィーのトピックのビジョンに近づいていますか?

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ホログラフィーとは?

「助けてオビワン・ケノービ! あなたは私のただ一つの希望だ!" すべてのスターウォーズファンに知られているこのテキストは、王女のXNUMX次元投影によって話されています レイア、多くの視聴者にとって、ホログラフィーとホログラフィックイメージングが何であるかについての最初のアイデアになりました。

今日、お気に入りのバンドのレコードが入ったディスクを手に持つと、さまざまな色の虹がきらめくカラフルなステッカーがその上に表示されます。 これは、ディスクの真正性と合法性のホログラフィック確認です。 では、これもホログラムですが、どのように作られ、何に使われるのでしょうか。 私はこれらの質問に可能な限り答えようとします。 ただし、主にいくつかの物理概念を定義して説明する必要があるため、明らかに簡単で単純な作業ではありませんが、それらのほとんどは物理学の授業で慣れ親しんでいるはずです. これは、最終的な効果がさまざまな技術分野の成果の実用化の結果であるために必要です。 したがって、理論的根拠の誤解は、問題全体の誤解につながる可能性があります。 ただし、マクスウェルの方程式によって裏付けられた理論をこの記事に押し付けるつもりはありません。 それは可能ですが、なぜですか? 新しいものは何も追加されず、理解がより困難になることは間違いありません。 光学と波動の分野における基本的な物理概念の明確な図と定義を使用して、ホログラフィック画像の記録と再生の原理をアクセスしやすい方法で説明しようとします。 また、コンピューター技術における情報のホログラフィック記録など、ホログラフィーの実用化についてもお話します。

ホログラム

物事を少し簡単にする定義から始めましょう。 ホログラフィーは、19 世紀から人類に知られている写真と同様に、画像を取得する方法です。 これらの用語は両方ともギリシャ語に由来しますが、写真という言葉が「光」と「絵」を意味する「写真」と「グラフ」という言葉に由来する場合、ホログラフィーという言葉の最初の部分は「ホロス」に由来します」、ギリシャ語で「全体」を意味します。

したがって、ホログラフィーは「全体を描く」ことです。 どういう意味ですか? 標準的な写真では、XNUMX 次元の世界で見ているものの XNUMX 次元のイメージしか保存できません。 ホログラフィーの背後にある考え方は、オブジェクトの片側だけでなく、オブジェクト全体に関する情報を記録することです。 そのため、記録された情報を使用して、オブジェクト全体の画像を再現できます。

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しかし、XNUMX 次元オブジェクトの外観を維持するにはどうすればよいでしょうか。 これには、光の干渉現象を利用しています。 電磁スペクトルの一部である可視光自体は、電場と磁場の XNUMX つの成分で構成されています。 しかし、最も重要なことは、光は単なる光子の流れではなく波であるため、複数の波を重ね合わせることで、新しい特性を持つ新しい波を作成できることです。 次に、回折現象を利用して、記録された特性を反映するように重畳波の像を再生することができます。

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ホログラムの記録と表示

光の波の性質のおかげで、物体の外観を標準的な写真フィルムに XNUMX 次元で記録することができます。 適切なレーザーの助けを借りて、そのXNUMXつのビームが半透明のプレートに向けられ、画像化されるオブジェクトとフィルムの両方に直接向けられ、重なり合う波のパターンが作成されます。 そのような画像は、光の個々のスペクトル成分の多数の干渉の重ね合わせであり、そのようなフィルムから「写真」を取得したい場合、私たちの目はレーザーで照らされた物体を見るのではなく、干渉線自体は、撮影されたオブジェクトについて何も教えてくれません。

実際には次のようになります。

ホログラム

その時点で回折格子であるフィルムの正しい露光のみが、焦点を合わせたレーザービームの助けを借りて、プロセス全体を逆転させ、オブジェクトのXNUMX次元画像を取得することができます。

XNUMXD ホログラフィック イメージングは​​似ていますが、XNUMX つのクローズアップからオブジェクトを撮影し、ステレオスコープと呼ばれる装置にプレートを配置するステレオスコピック技術とは異なります。 たとえば、人気のある VRメガネ このように作業して、わずかにオフセットされた XNUMX つのイメージを作成します。 ホログラムでは、このシフトは波の干渉の形で XNUMX つの媒体に固定されます。

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ホログラムと「ホログラム」

上記の技術の問題点は、満足のいく結果を得るには正確なレーザー光と実験室に近い条件が必要なことです。 また、ホログラムの当初のアイデアは、理論容量が数TBのHVD標準メディアにデータを記録するなど、実用化されましたが、家庭用の一般的なメディアにはなりませんでした。

ホログラム

実際の解決策は、ホログラフィック画像を取得する複雑なプロセスが、同じ効果を達成するが他の技術を使用する他の技術に単純に負けることを示しています。 科学的な観点からは、そのような画像はホログラムと呼ばれるべきではありませんが、これらすべての疑似ホログラムを単に「ホログラム」と呼ぶのが通例です。

しかし、実際には、トゥパックのコンサートの画像も、260 年前の馬車に乗った女王エリザベス XNUMX 世の画像も、科学的な観点からは真のホログラムではありません。

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ホログラムは、HoloLens メガネや「ホログラフィック ディスプレイ」車のフロント ガラスに表示されるものではありません。 ほとんどの場合、これは複数の別々の (元のホログラムの場合のように XNUMX つではなく) 光線の助けを借りて作成された XNUMX 次元画像であり、透明なガラス、ウォーター カーテンなどの媒体のさまざまな側面から光線を当てます。 、またはそのような「ホログラフィックディスプレイ」の上に水蒸気を「浮遊」させます。

これらの技術に関連して「ホログラム」という用語を使用することに大きな異議はありません。主な理由は、この方法で得られる効果がホログラフィーの主な特性、つまりより多くの情報の保存と再生に対応することが非常に多いためです。 (この場合は、オブジェクトをさまざまな角度から見ることです)オブジェクトについて。

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今日の「ホログラム」

さまざまな透明な素材に画像を表示するプロジェクターに基づくシステムは、動作が少し異なります。 さまざまな角度から向けられた光には、反対側から見た画像に関する情報が含まれています。 光線は、ガラス、水、または忘れられたポーランドの発明であるレイア ディスプレイの場合のように蒸気カーテンの表面で出会い、空中に現れる XNUMX 次元画像の印象を作り出します (真のホログラム)。

もう 2020 つの例は、Looking の XNUMXD 画面です。 イメージを平面ではなく、ガラスなどの立体の内部に作成する人。 特に同社は、Looking Glass Factory ソリューションに何年も取り組んでおり、XNUMX 年にこの作業の最初の重大な結果を賞賛することができました.

ちなみに、ドイツでは、多くのヨーロッパ諸国とは異なり、動物とのサーカスは禁止されていませんが、動物との行為を拒否したドイツのロンカリサーカスについても言及できます。 象、馬、魚がホログラムの形でアリーナに登場します。

視聴者がホログラムを見ることを可能にするこのシステムは、XNUMX 万ユーロ以上の費用がかかりました。

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人は自分がホログラムの中に生きていることに気づいていないのですか?

もちろん、世界の陰謀論を支持する人々がいなかったわけではありません。 彼らは、あなたと私が長い間 XNUMX つの大きなホログラムに住んでいて、私たちの周りの世界がホログラム、マトリックスであると信じています。 私は今すべてを説明しようとします。

映画「マトリックス」が登場したとき、ウォシャウスキー兄弟から生まれた脚本のアイデアに誰もがとても驚きました。 ただし、マトリックスの物語の根底にある考えは、東洋の哲学にも存在します。 一部の量子物理学者は、科学が数学の言語で説明することは、宗教的なメッセージの形で何世紀にもわたって知られていることを長い間認識していました. つまり、この理論を信じるなら、私たちは大きなホログラムに住んでいます.

彼らは、人類が何かに気を取られるほど夢中になっていると主張しています。 私たちは世界を観察し、その創造に参加していますが、私たちに何が起こるかに影響を与える可能性を認識していないことがよくあります. 物理学者は、ゴッド粒子と呼ばれる特徴的なボソンでいっぱいのヒッグス場の存在の証拠を探していますが、そのようなメカニズムの発見が持つ意味から切り離して、そのような検索に関する情報を検討しています。

ホログラム

ヒッグス粒子の存在を確認することは、世界の性質とそれがどのように作られたかについて、私たち自身に重要な問いを投げかけることになるかもしれません。 突然、マトリックスの概念がそれほど幻想的ではないことが判明するかもしれません。私たちは実際には大きなホログラムの中に住んでおり、私たち自身もホログラムです。

このような結論は、量子物理学の発展のおかげで得られた情報から導き出すことができます。 何が起こるかを決定する基本的なルールは確率であることは確かです。 また、一部の物理実験は単純に不可能であることもわかっています。なぜなら、その効果を観察するという事実そのものが、その中で何が起こるかを決定するからです。 アインシュタインは、そのような考え方の結果を理解して、世界はサイコロを振る神に依存することはできないと言いました.

私たちが実際に大きなホログラムの中に住んでいて、それとの相互作用、期待や恐怖の表現がホログラムと相互作用し、さまざまなことを経験させているとしたらどうでしょうか? 私たちに起こることに影響を与えるいくつかの方法があり、それはポジティブと呼ばれます。 それらを試したことのある人なら誰でも、それが機能することを知っています。 さまざまな代替治療についても同様です。 それらは、否定的な考えを排除することによって、つまり信仰によってホログラムを制御する私たちの能力に基づいています。

科学は、物質が実際に空の粒子で構成されている場合、なぜ質量があるのか​​という疑問に対する答えを探しています。 しかし、私たち人間にとって、私たちの周りの世界はまだ非常に現実的であり、私たちの能力を理解すれば、誰もが前述の「マトリックス」のネオのようになる可能性があるとは考えていません。あなたの思考の力。

簡単に言えば、私たちはすでにマトリックスにいて、何も依存しないホログラムです。 私たちの世界についてのそのような考えに微笑みたいだけです。

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誰もが自分のホログラムを持っていますか?

しかし、私たちはまだ現実に戻ります。 未来は間違いなく 3D レンダリングにあります。 しかし、映画「ブレードランナー」のように、本物のホログラムが街頭に現れるまでには、まだ長い道のりがあることは間違いありません。 それまでは、私たちの感覚をますます誤解させ、実際の XNUMX 次元オブジェクトを見ているような印象を与える多くの「シミュレーション ホログラム」と技術のデモンストレーションが行われるでしょう。

Так でログイン 開発者にまさにそのような目標を設定します。 彼らは興味深いProject Starline、つまり会話用の「ホログラフィック」ブースに取り組んでいることが知られています。 彼らはすでに彼らの仕事のいくつかの結果を示しています。

Google の従業員は、一連のカメラとセンサーを使用して、互いに話している人々の正確な 3D モデルを作成し、同じ場所にいるような印象を与えました。 現在、このソリューションは会社のオフィスでテストされています。

一部の科学者は、人々の間の日常的なコミュニケーションの手段としてホログラム技術が登場するまでには、すでに 6 歩の距離を置いていると考えています。 そのためには、大陸と第XNUMX世代のXNUMXG無線通信インフラをつなぐ光ファイバーネットワークという、次世代通信のための別のインフラを構築する必要があります。 多くのテクノロジー企業は、すでにこのような活動に取り組んでいます。 数年後にはホログラムが日常生活の一部になるかもしれませんが、人と人とのリアルなコミュニケーションに取って代わるものではないことを願っています。

ホログラム

一部の科学者は、適切な技術がすでに存在するため、ホログラムはすでに使用できると指摘していますが、この段階では非常に高価であるため、完全に利益を上げることはできません. この状況は、インターネットがどのように発展したかと非常によく似ています。 初期の段階では、彼を信じる人はほとんどいなかったし、今では彼の存在なしに現在を想像することは不可能だ。

そのため、数年以内に、自宅の快適さから友人を訪問するための独自のホログラムを使用できるようになるという多くの兆候があります. ただし、必要な技術に関する科学者の予測が常に実現するとは限らないことに注意してください。

ウクライナがロシアの侵略者と戦うのを助けることができます。 これを行う最善の方法は、ウクライナ軍に資金を寄付することです。 セーブライフ または公式ページから NBU.

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Yuri Svitlyk
Yuri Svitlyk
カルパティア山脈の息子、知られざる数学の天才、「弁護士」Microsoft、実践的な利他主義者、左右
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