Piatok 29. marca 2024

desktop v4.2.1

Root NationČLÁNKYtechnológieStaneme sa všetci hologrammi? Vývoj holografie od teórie k praxi

Staneme sa všetci hologrammi? Vývoj holografie od teórie k praxi

-

Od prvého sformulovania teoretických základov holografie ubehlo už viac ako 100 rokov a hologramy si stále spájame najmä s nálepkami na platniach či posmrtným koncertom Tupaca Shakura. V posledných rokoch sa však téma holografie začala aktívne rozvíjať. Dnes vám povieme všetko o tajomných holografických obrázkoch.

V roku 1920 poľský vedec Mieczyslaw Wolfke vo svojej práci „O možnostiach optického zobrazovania molekulárnych mriežok“ (Über die Möglichkeit der optische Abbildung von Molekulargittern) predložil a experimentálne potvrdil myšlienku holografickej metódy získavania obrazov. V tom čase však neexistovala technológia, ktorá by umožnila Poliakov objav využiť v praxi. Na to sme si museli počkať až do 60. rokov minulého storočia.

Hologram

Do širokého povedomia sa hologramy dostali v roku 1977 vďaka filmu Hviezdne vojny, v ktorom vystupovali ako nosiče informácií a komunikačné prostriedky. Do popkultúry sa tak dostala veľmi zložitá vedecká teória, ktorá zaujala predstavivosť miliónov ľudí na celom svete. Sme dnes blízko vízii predmetu holografie od Georga Lucasa?

Prečítajte si tiež: Vesmírny teleskop Jamesa Webba: 10 cieľov na pozorovanie

Čo je holografia?

„Pomôž mi, Obi-Wan Kenobi! Ty si moja jediná nádej!" Tento text, ktorý poznajú všetci fanúšikovia Star Wars, je nahovorený trojrozmernou projekciou princeznej Leia, sa pre mnohých divákov stala prvou predstavou o tom, čo je holografia a holografické zobrazovanie.

Dnes, keď držíme v rukách disk s platňami našej obľúbenej kapely, vidíme na ňom farebnú nálepku, ktorá sa trblieta rôznymi farbami dúhy. Toto je holografické potvrdenie pravosti a zákonnosti disku. Aj toto je teda hologram, ale ako vzniká a na čo sa používa? Na tieto otázky sa pokúsim odpovedať čo najprístupnejšie. Očividne to však nebude ľahká a jednoduchá úloha, hlavne kvôli potrebe definovať a vysvetliť niektoré fyzikálne pojmy, hoci väčšinu z nich by ste mali poznať z hodín fyziky. Je to nevyhnutné, pretože výsledný efekt je výsledkom praktického využitia výdobytkov z rôznych oblastí techniky. Preto nepochopenie teoretických základov môže viesť k nepochopeniu celého problému. Nemienim však zaťažovať tento článok teóriami podporenými Maxwellovými rovnicami. Mohlo, ale prečo? Nepridalo by to nič nové a určite by to sťažilo pochopenie. Pokúsim sa prístupným spôsobom vysvetliť princípy záznamu a reprodukcie holografických obrazov pomocou prehľadných nákresov a definícií základných fyzikálnych pojmov v oblasti optiky a vlnobitia. A poviem aj o praktickej aplikácii holografie, vrátane holografického zaznamenávania informácií v počítačových technológiách.

Hologram

Začnime definíciou, ktorá nám veci trochu uľahčí. Holografia, podobne ako fotografia, ktorá je ľudstvu známa už od 19. storočia, je spôsob získavania obrazov. Oba tieto výrazy pochádzajú z gréckeho jazyka, ak však slovo fotografia pochádza zo slov „fotka“ a „grafe“, ktoré znamenajú „svetlo“ a „obrázok“, potom prvá časť slova holografia pochádza zo slova „holos“. “, čo v gréčtine znamená „celý“.

Preto je holografia „kreslením celku“. Čo to znamená? Na štandardnej fotografii môžeme zachovať iba dvojrozmerný obraz toho, čo vidíme v trojrozmernom svete. Myšlienkou holografie je zaznamenávať informácie o celom objekte, nielen o jednej jeho strane. Aby bolo možné pomocou zaznamenaných informácií reprodukovať obraz celého objektu.

- Reklama -

Ako však zachovať vzhľad trojrozmerného objektu? Na to sa využíva fenomén interferencie svetla. Samotné viditeľné svetlo, ktoré je súčasťou elektromagnetického spektra, pozostáva z dvoch zložiek – elektrického poľa a magnetického poľa. Ale čo je najdôležitejšie, svetlo je vlna, nie len prúd fotónov, takže superponovanie viacerých vĺn môže vytvoriť nové vlny s novými charakteristikami. Potom je možné pomocou fenoménu difrakcie reprodukovať obraz superponovaných vĺn tak, aby odrážal zaznamenané charakteristiky.

Prečítajte si tiež:

Záznam a zobrazenie hologramu

Vďaka vlnovej povahe svetla je možné na bežný fotografický film zaznamenať trojrozmerný vzhľad objektu. Pomocou vhodného lasera, ktorého jeden lúč je nasmerovaný na priesvitnú platňu a je nasmerovaný ako na snímaný objekt, tak priamo na film, sa vytvorí obrazec prekrývajúcich sa vĺn. Takýto obraz je superpozíciou veľkého množstva interferencií jednotlivých spektrálnych zložiek svetla a ak by sme chceli z takéhoto filmu získať „fotku“, naše oči by nevideli objekt osvetlený laserom, ale melanž interferenčných čiar, ktoré nám samy o sebe nič nehovoria o fotografovanom objekte.

Takto to vyzerá v praxi:

Hologram

Len správna expozícia filmu, ktorý je v tom momente difrakčnou mriežkou, pomocou zaostreného laserového lúča umožňuje zvrátiť celý proces a získať trojrozmerný obraz objektu.

XNUMXD holografické zobrazovanie, aj keď je podobné, sa líši od stereoskopickej techniky, ktorá zahŕňa fotografovanie objektu z dvoch blízkych záberov a následné umiestnenie platní do zariadenia nazývaného stereoskop. Napríklad populárny VR okuliare pracujte týmto spôsobom a vytvorte dva mierne posunuté obrázky. V hologramoch je tento posun fixovaný na jednom médiu vo forme vlnovej interferencie.

Prečítajte si tiež:

Hologram a "hologram"

Problém s vyššie opísanou technológiou spočíva v tom, že na dosiahnutie uspokojivých výsledkov vyžaduje presné laserové svetlo a podmienky blízke laboratóriu. A hoci pôvodná myšlienka hologramov našla praktické uplatnenie napríklad pri zázname dát na štandardné HVD médiá s teoretickou kapacitou niekoľko TB, nestali sa obľúbeným médiom pre domáce použitie.

Hologram

Praktické riešenia ukazujú, že zložitý proces získania holografického obrazu jednoducho prehráva s inými technológiami, ktoré dosahujú rovnaký efekt, ale s použitím iných techník. A hoci z vedeckého hľadiska by sa takéto obrázky nemali nazývať hologramy, je zvykom nazývať všetky tieto pseudohologramy jednoducho „hologramy“.

V praxi však koncertný obraz Tupaca ani obraz kráľovnej Alžbety II. v jej 260-ročnom koči nie sú z vedeckého hľadiska skutočnými hologrammi.

- Reklama -

Hologram nie je to, čo vidíme v okuliaroch HoloLens alebo na čelnom skle auta s „holografickým displejom“. Najčastejšie ide o trojrozmerný obraz vytvorený pomocou niekoľkých samostatných (a nie jedného, ​​ako v prípade pôvodného hologramu) svetelných lúčov dopadajúcich z rôznych strán na médium, ktorým môže byť priehľadné sklo, vodná clona , alebo „plávajúca“ vodná para nad takýmto „holografickým displejom“.

Nemám žiadne veľké námietky proti používaniu termínu „hologram“ vo vzťahu k týmto technikám a hlavným dôvodom je, že takto získaný efekt veľmi často zodpovedá hlavným vlastnostiam holografie, a to uchovaniu a reprodukcii väčšieho množstva informácií. (v tomto prípade ide o pozeranie objektu z rôznych uhlov) o objekte.

Tiež zaujímavé:

Dnešné "hologramy"

Trochu inak fungujú systémy založené na projektoroch, ktoré zobrazujú obraz na rôznych priehľadných materiáloch. Svetlo nasmerované z rôznych uhlov obsahuje informácie o obraze z druhej strany. Lúče sa stretnú na povrchu skla, vody alebo, ako v prípade zabudnutého poľského vynálezu Leia Display, parnej clony, čím vznikne dojem trojrozmerného obrazu, ktorý sa objaví vo vzduchu (najvyššia výhoda skutočného hologram).

Ďalším príkladom sú 2020D obrazovky z aplikácie Looking. Tí, ktorí premietajú obraz nie na dvojrozmerný povrch, ale vytvárajú ho vo vnútri trojrozmerného tela, napríklad skla. Najmä spoločnosť už roky pracuje na riešení Looking Glass Factory a prvé vážne výsledky tejto práce sme mohli obdivovať v roku XNUMX.

Spomenúť možno aj nemecký cirkus Roncalli, ktorý odmietal robiť úkony so zvieratami, hoci v Nemecku mimochodom na rozdiel od mnohých európskych krajín nie sú cirkusy so zvieratami zakázané. Teraz sa v aréne objavujú slony, kone a ryby vo forme hologramov.

Systém, ktorý umožňuje divákom vidieť hologramy, stál viac ako pol milióna eur.

Tiež zaujímavé:

Neuvedomujú si ľudia, že žijú v holograme?

Samozrejme, nebolo to bez ľudí, ktorí podporujú myšlienky svetového sprisahania. Veria, že ty a ja už dlho žijeme v jednom veľkom holograme, že svet okolo nás je hologram, Matrix. Teraz sa pokúsim všetko vysvetliť.

Keď sa objavil film „The Matrix“, všetci boli veľmi prekvapení myšlienkou scenára, ktorý vznikol od bratov Wachowských. Myšlienka, ktorá je základom príbehu Matrixu, je však prítomná aj vo východných filozofiách. Niektorí kvantoví fyzici už dávno uznali, že to, čo veda opisuje jazykom matematiky, je známe po stáročia vo forme náboženských správ. To znamená, že ak tejto teórii veríme, potom žijeme vo veľkom holograme.

Tvrdia, že ľudstvo sa tak zaoberalo, že si niektoré veci nedokáže všimnúť. Pozorujeme svet a podieľame sa na jeho tvorbe, pričom si veľmi často neuvedomujeme možnosť ovplyvniť to, čo sa s nami deje. Fyzici hľadajú dôkazy o existencii Higgsovho poľa plného charakteristických bozónov nazývaných božská častica, no informácie o takýchto prieskumoch berieme do úvahy oddelene od dôsledkov, ktoré by objav takéhoto mechanizmu mal.

Hologram

Môže sa ukázať, že potvrdenie existencie Higgsových bozónov nás prinúti položiť si dôležité otázky o povahe sveta a o tom, ako vznikol. Zrazu sa môže ukázať, že koncepty Matrixu nie sú až také fantastické a vlastne všetci žijeme vo veľkom holograme a sami sme hologrammi.

Takéto závery možno vyvodiť z informácií získaných vďaka rozvoju kvantovej fyziky. S istotou vieme, že základným pravidlom, ktoré určuje, čo sa stane, je pravdepodobnosť. Vieme tiež, že niektoré fyzikálne experimenty sú jednoducho nemožné, pretože samotná skutočnosť pozorovania ich účinkov určuje, čo sa v nich deje. Einstein, uvedomujúc si dôsledky takéhoto myslenia, povedal, že svet nemôže závisieť od Boha, ktorý hrá kocky.

Čo ak v skutočnosti žijeme vo veľkom holograme a naše interakcie s ním, vyjadrenia našich očakávaní a obáv, s ním interagujú a spôsobujú, že zažívame rôzne veci? Existuje niekoľko metód ovplyvňovania toho, čo sa nám deje, ktoré sa nazývajú pozitívne. Každý, kto ich vyskúšal, vie, že to funguje, a hlavne preto, že vieme, že to fungovať má. To isté s rôznymi alternatívnymi spôsobmi liečby. Sú založené na našej schopnosti ovládať hologram elimináciou negatívnych myšlienok, teda prostredníctvom viery.

Veda hľadá odpoveď na otázku, prečo existuje hmotnosť, ak sa hmota skladá z častíc, ktoré sú v skutočnosti prázdne. Nám ľuďom sa však stále zdá, že svet okolo nás je veľmi reálny a ani netušíme, že ak by sme pochopili naše schopnosti, každý by mohol byť ako Neo zo spomínaného „Matrixu“, alebo Budha, ktorý by sa mohol pohybovať a horieť. sila vašej myšlienky.

Jednoducho povedané, už sme v Matrixe a všetci sme hologramy, na ktorých nič nezávisí. Chcem sa len pousmiať nad takýmito predstavami o našom svete.

Tiež zaujímavé: O kvantových počítačoch jednoduchými slovami

Bude mať každý svoj hologram?

Ale ešte sa vrátime do reality. Budúcnosť je určite v 3D vykresľovaní. Isté však je, že kým sa v uliciach objavia skutočné hologramy ako vo filme „Blade Runner“, bude to ešte dlhá cesta. Dovtedy nás čaká mnoho „simulačných hologramov“ a ukážok technológií, ktoré budú čoraz viac zavádzať naše zmysly a vytvárať dojem, že sa pozeráme na skutočné trojrozmerné predmety.

Tak Google presne takýto cieľ stanovili vývojárom. Je známe, že pracujú na zaujímavom Project Starline, teda „holografickom“ stánku na rozhovory. Niektoré výsledky svojej práce už ukázali.

Zamestnanci spoločnosti Google pomocou série kamier a senzorov vytvorili presné 3D modely ľudí, ktorí sa medzi sebou rozprávajú, čo vytvára dojem, že sú na rovnakom mieste. V súčasnosti je toto riešenie testované v kanceláriách spoločnosti.

Niektorí vedci sa domnievajú, že sme už krok od objavenia sa technológie hologramov v prostriedkoch každodennej komunikácie medzi ľuďmi. Na to bude potrebné vybudovať ďalšiu infraštruktúru pre komunikáciu ďalšej generácie – optickú sieť spájajúcu kontinenty a bezdrôtovú komunikačnú infraštruktúru šiestej generácie 6G. Mnoho technologických spoločností sa už takýmto aktivitám venuje. Možno o pár rokov sa hologramy stanú súčasťou každodenného života, ale dúfam, že nenahradia skutočnú komunikáciu medzi ľuďmi.

Hologram

Niektorí vedci tiež upozorňujú, že hologramy sa už dajú použiť, keďže príslušné technológie už existujú, no v tejto fáze je to také drahé, že to nie je úplne rentabilné. Situácia je veľmi podobná tomu, ako sa vyvíjal internet. Na počiatočnej úrovni v neho takmer nikto neveril a teraz je nemožné predstaviť si súčasnosť bez jeho existencie.

Existuje teda veľa náznakov, že o pár rokov budeme môcť mať vlastné hologramy na návštevu priateľov z pohodlia domova. Treba si však uvedomiť, že predpovede vedcov týkajúce sa potrebných technológií sa nie vždy naplnia.

Môžete pomôcť Ukrajine v boji proti ruským útočníkom. Najlepším spôsobom, ako to urobiť, je darovať finančné prostriedky Ozbrojeným silám Ukrajiny prostredníctvom Zachrániť život alebo cez oficiálnu stránku NBU.

Prihláste sa na odber našich stránok v Twitter že Facebook.

Tiež zaujímavé:

Yuri Svitlyk
Yuri Svitlyk
Syn Karpát, neuznaný génius matematiky, „právnik“Microsoft, praktický altruista, ľavo-pravý
Viac od autora
- Reklama -
Prihlásiť Se
Upozorniť na
host

0 Komentáre
Vložené recenzie
Zobraziť všetky komentáre
Ďalšie články
Prihláste sa na odber aktualizácií

Nedávne komentáre

Teraz populárne
0
Milujeme vaše myšlienky, prosím komentujte.x