Трехмерная голограмма: 3D голограмма – будущее сегодня

Содержание

3D голограмма – будущее сегодня

Введение

Современность не перестаёт удивлять разнообразием способов обработки большого количества информации. Не секрет, что информация представляется в виде мультимедиа, анимации, текста, фотоизображений. 3D голограмма представляет инновационную технологию, с помощью которой можно создать трехмерное изображение. Технология 3D голограммы актуальна для изучения, потому что её продвижение может изменить мир к лучшему. Во многих фантастических фильмах часто используют 3D голограммы, так неужели на рубеже 2100 года такие голограммы не появятся?  Хотя сейчас эта технология не до конца изучена и не воплощена в полной мере, я считаю, что на рубеже 2100 года метод 3D голограмм будет являться основным методом вывода данных, а так же использоваться почти во всех сферах жизни людей.

Цель моего проекта:

Привлечь внимание к технологии 3D голограммы.

Для достижения цели я поставил следующие задачи

:

  1. Изучить литературные источники по данной теме;
  2. Узнать, где на сегодняшний день применяется голограмма;
  3. Выяснить, откуда появилось понятие голограмма;
  4. Найти способ создания голограммы;
  5. Сравнить цену голографического проектора в магазине, на сайте с самодельным проектором.
  6. Сконструировать прибор, который будет выдавать 3D голограммы.

Объект исследования: 3D голограмма.

Предмет исследования: потенциальные возможности использования 3D голограммы.

Методы исследования:

  1. Изучение и обобщение информационных источников
  2. Создание прибора и программы для вывода 3D голограммы
  3. Тестирование прибора и программы
  4. Анализ полученных результатов

Гипотеза: технология 3D голограммы одна из передовых технологий и её можно воссоздать в домашних условиях.

1.Теоретическая часть

1.1 Голограмма

Голограмма означает некий проецируемый образ объекта либо существа, применяющийся в коммуникационных целях.[1] Основоположником голографии (от др.-греч. ὅλος – полный и γράφω – пишу) – направления о технологиях для точной записи, трансляции и изменения волновых полей оптического электромагнитного излучения, создающих трёхмерные изображения, – часто называют венгерского физика Д. Габора, описавшего данный принцип в 1947 г. и введшего термин «голограмма» в научный оборот. Академик РАН, один из отечественных основоположников голографии Ю.Н. Денисюк отмечал, что его побудила к исследованию объёмных изображений в рамках разработки трёхмерной голографии фантастическая повесть советского палеонтолога И.А. Ефремова «Звездные корабли», написанная в 1946 и опубликованная в 1947 гг. Ю.Н. Денисюк в собственных исследованиях учёл принцип, что человек видит не сами объекты, а их световые образы. У него возникла идея записать на фотопластинке само световое поле, а после этого плоскую световую волну нацелить на пластинку, чтобы восстановить образ отсутствующего объекта. Запись интерференционной картины данного объекта не только в двух измерениях, но и в глубине позже стала называться методом Денисюка или методом трёхмерной фиксации. Кроме применения лазеров, учёных к созданию полноценной объёмной голограммы приблизил дифракционный эффект Брэгга, когда появляются интенсивно засвеченные плоскости, где и возникает голограмма.

Голландский физик Герардт Хоофт вообще выдвинул гипотезу голографической Вселенной. Эту идею полностью подтвердить пока не удалось.

1.2 Из чего состоит голограмма

Основным фотоматериалом для записи голограмм являются специальные фотопластинки на основе традиционного бромида серебра. Кроме того, иногда применяются фотопластинки на основе бихромированной желатины, которые обладают ещё большей разрешающей способностью, позволяют записывать очень яркие голограммы (до 90% падающего света преобразуется в изображение), однако они чувствительны только в области коротких волн. Наряду с фотографическими мелкозернистыми галогенсеребряными средами, применяются так называемые фотохромные среды, изменяющие спектр поглощения под действием записывающего света.[2]

Одними из эффективнейших среди фотохромных кристаллов являются щёлочно-галоидные кристаллы, из которых наилучшие результаты были получены на аддитивно окрашенных кристаллах хлорида калия. При голографической записи, в качестве регистрирующей среды, так же широко используются сегнетоэлектрические кристаллы. В основном это ниобат лития — LiNbO3. Однако, эти кристаллы обладают недостатками присущими фотохромным материалам. Трудность состоит в низкой величине голографической чувствительности. В последние годы интенсивно разрабатываются регистрирующие среды на базе голографических фотополимерных материалов, представляющих собой многокомпонентную смесь органических веществ, нанесенную в виде аморфной пленки толщиной 10-150 мкм на стеклянную или пленочную подложку. Фотополимерные пленки, менее дорогостоящие чем кристаллы ниобата лития, не так громоздки и имеют по сути большую величину изменения коэффициента преломления, что приводит к большим значениям дифракционной эффективности и большей яркости голограммы. Однако, с другой стороны ниобат лития, из-за его толщин, способен сохранять большие объёмы информации, чем фотополимерные пленки, толщины которых ограничены.

1.3 Виды голографии

Так как голографический метод применим ко всем волнам: электронным, рентгеновским, световым, микроволнам, акустическим и сейсмическим при условии наличия когерентных источников этих волн, пригодных для формирования соответствующих голографических полей.

Голография может быть:

  • Цифровая
  • Рентгеновская
  • Оптическая
  • Акустическая
  • Сейсмическая

Наибольшее распространение в настоящее время получила оптическая голография, что объясняется, в первую очередь, доступностью лазеров – источников когерентного излучения, и средств регистрации и наблюдения восстановленных изображений. Активно ведутся работы по рентгеновской голографии, основанной на использовании ондуляторов – синхротронных источников когерентного рентгеновского излучения, и цифрового восстановления голограмм в виртуальном пространстве компьютера, однако широкого распространения эти методы пока еще не получили. Что касается акустической и сейсмической голографии, то в настоящее время они практически не развиваются, поскольку не могут серьезно конкурировать по информативности с широко используемыми в интроскопии методами компьютерной томографии.

1.4 Разделение оптических голограмм

  • Согласно записанной информации — 2D голограмма.

Этот тип голограмм выглядит как 2D — картинка, с зонами, окрашенными четырьмя основными цветами и палитрой их взаимных переходов. При изменении угла зрения меняется её цвет или же происходит изменения графических контуров или структуры

  • Комбинация голограмм — 2D/3D голограмма.

Компромиссом между качеством освещения и глубиной голограммы является запись 2D — графики. Так можно в пространстве по отношению друг к другу расположить несколько плоских графических изображений. Необходимо следить за тем, чтобы размеры отдельных изображений были такими, чтобы за них можно было «заглянуть»

  • Трехмерная голограмма – 3D голограмма.

Объемная картинка, созданная благодаря уникальному фотографическому методу – голографии. По факту, при помощи специального лазера в воздухе возникает трехмерное изображение, которое невероятно похоже на реальный объект. Такую картинку можно обойти со всех сторон, сделать ее более или менее точной, изменить размер и даже прикоснуться к ней. О данной голограмме и пойдет дальнейшая речь.

1.5 Способ создания 3D голограммы

Создание объемной фигуры в воздухе – не самое простое занятие, ведь оно требует исполнения многих физических принципов. Для того, чтобы понять механизм возникновения голограммы необходимо знать два определения:

  • Интерференция волн – одновременное уменьшение или увеличение яркости двух или более световых волн при их наложении друг на друга.
  • Когерентность – согласованность нескольких процессов в физике.

Для создания 3d голограммы необходимо наличие минимум двух световых волн, одна из которых будет опорной, а другая – объектной, то есть направленной на объект. Также необходимо понимать, что источник света имеет огромное значение, ведь важно, чтобы частоты лучей точно совпадали между собой. В современной голографии используются специальные лазеры, до изобретения которых создание объемных изображений в воздухе было практически невозможным.

Таким образом, для создания голограммы 3d необходимо два лазера, один из которых дает опорную волну, а второй накладывается на него. При их пересечении происходит интерференция волн и возникает трехмерная картинка.

1.6 Путь от простейшего к сложному

  • Создана первая цветная 3D-голограмма. 2013 год.[3]

Специалистами южнокорейского института ETRI (Electronics and Telecommunications Research Institute) разработана технология, позволяющая формировать цветные трехмерные голограммы и просматривать их с помощью настольного дисплея.

На нее можно смотреть со всех сторон, изменение цветов достигается за счет эффекта интерференции между лучами нескольких лазеров.

Размер голограммы составляет приблизительно 7,5 см, и учитывая сложность ее получения, это пока максимум, но уже в 2021 году исследователи планируют увеличить размер проецируемого объекта до 25 см.

  •  В Саратовском техническом университете изобрели 3D-изображение, которое может имитировать все что угодно. 14 апреля 2014.[4]

Оригинальной идеей прославился технический университет в Саратове. Студенты воплотили в жизнь то, что раньше мы могли видеть только в фантастических фильмах. Трехмерное изображение, висящее в воздухе, может имитировать все, что угодно. К тому же им можно управлять руками. Специалисты в один голос говорят о большом будущем изобретения.

Легким движением руки – хоть деталь космического аппарата, хоть девушку с обложки – студент технического университета Максим Железов создает прямо в воздухе. Он и его научная группа разработали уникальную технологию 3D-макетов, или иначе объемных голограмм. В отличие от всех существующих аналогов, их голограммы реагируют на прикосновения и обладают цветом и яркостью. Проектом уже заинтересовались в Сколково.

  • Ученые создали голограмму, которую можно потрогать и послушать.      16 ноября 2019.[5]

Исследователи из Сассекского университета создали анимированную 3D-голограмму, которую можно не только видеть со всех сторон, но и потрогать, а также услышать. Об этом сообщает Gizmodo.

Основана технология на звуковых волнах и крошечном шарике диаметром два миллиметра. Волны заставляют шарик двигаться с неуловимой глазом скоростью и выписывать в полете запрограммированную фигуру. Человек видит законченную трехмерную модель, а если поднести к голограмме руку, можно ощутить перемещения шарика.

Дополнительно шарик можно заставить вибрировать на частотах, которые создают звуковые волны. Таким образом, получается крошечный левитирующий динамик.

Хотя голограмма с шариком и далека от технологий «Звездных войн» или «Стартрека», Gizmodo уверен, что у нее большое будущее. Возможно, в ближайшее время ее усовершенствованная версия заменит людям очки виртуальной реальности

1.7 Работа голографических проекторов

Создатели современных гаджетов предлагают огромное количество разнообразных голографических проекторов для разных целей и возможностей. Некоторые из них выглядят, как стандартные проекторы, некоторые формируют изображения внутри куба или другой геометрической фигуры. Есть также своеобразные проекторы-вентиляторы, которые создают изображения посредством быстрого вращения и остаются незамеченными зрителями.

Но все эти разновидности объединяют общие особенности:

  • программное обеспечение для работы за компьютером или ноутбуком;
  • дистанционное управление;
  • высокое качество картинки;
  • наличие ярких светодиодов для реальности визуализации;
  • большая площадь охвата изображения;
  • небольшой размер;
  • возможность считывания SD-карт для оперативной смены контента и т.д.

Все это делает голографический проектор удобным в использовании на любых локациях, будь то кинотеатр, кафе, сцена, офис, школа, университет или дом.

Какой бы вид голографического проектора не выбрать, он однозначно упростит любую задачу и привлечет внимание к деятельности выступающего.

1.8 Способы применения 3D голограммы

Мир сегодняшнего политического субъекта сложно представить без грамотного конструирования его виртуального образа – партии нужен узнаваемый бренд, а политическому лидеру – имиджевая конструкция, ориентированная на его целевую аудиторию. То, что сейчас принято называть «виртуальным», равнозначно не только сети Интернет, но и голограммам.

  • Маркетинг и реклама

Стандартная и скучная реклама в виде буклетов, видеороликов, баннеров, всплывающих окон, радиовещания уже не привлекают большого количества клиентов, ведь современный человек научился не обращать на все это внимание, так как это его привычное окружение. Именно поэтому голограммы в воздухе станут отличным решением для успешного продвижения товара или услуги.

Для качественного и быстрого развития важно заинтересовать не только клиентов, но и партнеров по бизнесу. В этом случае голограмма также станет незаменимой, ведь она презентует планы и намерения с наилучшей стороны.

Для того, чтобы удивить зрителя уже недостаточно прекрасной актерской игры или вокальных данных. Не спасут даже харизма и пестрые костюмы. А вот голограмма в воздухе точно заинтригует и позволит создать незабываемое шоу.

Даже такая сложная отрасль человеческой деятельности становится намного проще и безопаснее благодаря голографии. Голограмма была уже не раз успешно использована для малоинвазивных операций, когда врач минимизирует вмешательство в организм пациента. 3D голограмма нужного органа позволяет в деталях рассмотреть все особенности и избежать врачебной ошибки. При этом доктору не придется лишний раз отвлекаться на очки виртуальной реальности или прочие гаджеты.

Благодаря реалистичности изображения необходимый предмет можно рассматривать со всех сторон, увеличивая его отдельные детали. Такая точность визуализации позволяет качественнее ознакомиться с любым материалом, а также усвоить его не только на уровне теории, но и на практике.

Ну, и куда же без развлечений. Очевидно, что 3D голограммы являются отличным способом занять личное время, ведь можно прикоснуться к любимому персонажу, визуализировать концерт у себя дома, а также с головой окунуться в виртуальный мир компьютерных игр.

1.9 Примеры использования 3D голограмм в различных областях

Эмпирическая реклама

WWF: #StopWildlifeTrafficking  

Чтобы привлечь внимание общества к проблеме торговли животными, WWF и The People’s Postcode Lottery представили голограмму слона в полный рост, который целую неделю бродил по улицам Лондона. Также в рамках кампании на нескольких пешеходных переходах организаторы нанесли следы морских черепах, снежных барсов и тигров — тех животных, которые больше всего страдали от браконьеров.

Политика

3D-голограмма премьера Турции выступила перед его сторонниками.[6]

Премьер-министр Турции Тайип Эрдоган, приглашенный на церемонию презентации кандидатов на пост мэра города Измир, предстал перед собравшимися в виде 3D-голограммы. В правящей Партии справедливости и развития заявили, что занятость помешала главе государства посетить мероприятие лично.

 «Мы хотели пригласить поучаствовать и Тайипа Эрдогана, но он не смог приехать из-за плотного графика. Тогда мы использовали нестандартный ход – голографическое изображение главы партии. Это не просто красивый и оригинальный предвыборный ход, но одновременно и послание нашим сторонникам», – рассказал РИА» Новости» глава пресс-службы измирского отделения ПСР Танер Алкан.

«Мы собираемся на выборы в тени атак, подготовленных предательскими сетями. Я призываю всех моих кандидатов в мэры не тратить свое время на них», – заявил Эрдоган.

Первым политиком, использующим данную технологию, стал индиец Нарендра Моди, один из лидеров националистической Индийской народной партии. Моди использовал технологию по полной, одновременно выступив перед избирателями сразу на 53 предвыборных мероприятиях.

 

Медицина

Израильские ученые разработали аппарат, создающий 3D-голограмму внутренних органов

В Израиле разработали уникальную технологию, которая позволяет врачам видеть внутренние органы пациента, как на ладони. Новый аппарат создает в операционной объемную 3D-голограмму, которой можно управлять прямо руками.

Технология, разработанная израильскими учеными, позволит хирургам рассмотреть любой внутренний орган человека. Первые 3D-голограммы планируют использовать для проведения кардиоопераций.

3D-голограмма строится с помощью анализа данных пациента и световых лучей. Все происходит в реальном времени, так что врач может рассмотреть даже самые мелкие изменения и реакции, происходящие в организме человека во время операции или процедуры.

Еще одно важное достоинство трехмерного изображения — заболевания какого-либо органа человека можно будет заметить на самой ранней стадии и сразу приступить к лечению. При таком раскладе, многие пациенты смогут обойтись даже без хирургического вмешательства.

Ученые надеются, что новая система поможет сократить процент врачебных ошибок. Разработчики не сообщают, когда начнут внедрять новую методику. Но убеждены, что спрос на неё будет расти во всем мире.

Шоу-бизнес

Цифровизация современного общества предполагает, что научные открытия в области голографии всё больше обретают не только теоретическую, но и прикладную значимость. Активным интересантом, применяющим 3D голограммы, стал бизнес, а именно шоу-бизнес. В 2014 г. на телевизионной церемонии Billboard Music Awards американская компания Pulse Evolution явила миру голограмму Майкла Джексона, «выступившую» под песню «Slave to the Rhythm». Сотрудники компании признались, что использовали принципы иллюзионистской практики XIX столетия – так называемый «Призрак Пеппера». Подобный приём применялся в 2012 г. для создания голограммы рэпера Тупака Шакура, появившейся на музыкальном фестивале Coachella. Правда, разработчики искусственного изображения отмечают, что это на деле является не полноценной голограммой, а эффектной иллюзией, в создании которой используются не самые инновационные технологии, а напротив, традиционные. Метод этой технологии кроется в проецировании определённого образа на большой расположенный перед наблюдателями лист стекла или пластика, установленный под углом в 45 градусов. Для создания изображения М. Джексона применялись более сложные технологии: сначала специальные камеры сняли фон, состоящий из золотого трона поп-короля и живых актёров, после этого на компьютере подготовили цифровую копию певца и продумали анимационный сценарий.

Развлечения

В Гонконге для детей показали голографическое шоу. На глазах у зрителей практически из воздуха начали появляться различные предметы, персонажи мультиков и видеоигр. Выглядят предметы так натурально, что хочется к ним прикоснуться.

 

2.Практическая часть

Рассмотрев историю открытия и дальнейшего развития различных видов голограмм, а также другие теоретические аспекты, я постарался самостоятельно получить 3D-голограмму и создать проектор для её выведения.

2.1 Проектор

Можно было купить проектор, но после сравнения цен я понял, что лучше сделать его своими руками (Приложение6). В начале я разработал чертеж (Приложение1). После чего выбрал материал. Для создания проектора мне требовалось 4 отражающие поверхности. Наиболее подходящим вариантом стало оргстекло, так как оно довольно легко поддается обработке и не может разбиться как обычное стекло. Далее я склеил 4 обработанных оргстекла в виде пирамиды. Проектор готов (Приложение2).

2.2 Проблемы с проектором и их решение

При испытании начальной версии проектора было замечено двойное изображение, что нарушало ощущение реальности объекта, который мы видим. Данная проблема, как оказалось, возникла из-за ширины оргстекла. Для решения проблемы можно уменьшить ширину стекла. Но я решил просто затонировать оргстекло. В итоге получил не только четкое изображение, но и более яркое (Приложение3).

2.3 Программное обеспечение

Для того чтобы на мой проектор выводилось изображение максимально похожее на трехмерный объект, потребовалось расположить изображение объекта в 4 областях экрана. Если данное мне изображение объекта было статично и не имело фона, то расположить его в 4 областях не составляло труда. Для создания голограммы я использовал видеозапись, сделанную оператором в рекламном агентстве «Лайм» и видеоредактор Movavi Video Editor Plus, который я выбрал по причине интуитивно понятного каждому человеку интерфейса.

После того как я разместил видеоизображение в 4 областях экрана, нужно было убрать лишние детали, поставить звуковую дорожку и загрузить полученное видео на устройство. При удалении не нужных объектов возникла проблема с мощностью ЦПУ, которой не хватало для столь весомой работы. Решения этому не нашлось, так что пришлось около 6 часов ждать, пока загрузится видео и включать максимальное охлаждение, чтобы процессор не перегрелся. В итоге я получил 3D-голограмму в движении.

2.4 Проблемы с ПО

В ходе работы я понял, что включение отдельных голограмм занимает большое количество времени и при поставленном на экран проекторе не совсем удобно. Поэтому мне пришлось думать о включении голограмм из вне, например, с помощью жестов или голоса. Поскольку для управления голограммы при помощи жестов потребовались бы сенсорные экраны, этот вариант остался в разработке. Второй же вариант, управление голограмм голосом, я начал воплощать в реальность. За основу была взята программа Laitis, которая позволяла управлять встроенным в Windows программным обеспечением. Чтобы не перегружать Laitis, пришлось убрать из нее все функции управления и оставить лишь голосовой ввод. После очистки программы, были введены команды голосового управления, которые могли использовать лишь заданные им пути. Также для удобства был добавлен самостоятельно созданный голографический помощник по имени Майкл (Приложение 4). По завершению работы от Laitis осталось лишь название и функция голосового ввода. Так как прошлое название уже не подходит, я называл программу именем голографического помощника, ведь именно он встречает нас, когда мы начинаем работу с голограммами.

 

Заключение

Результат практической работы

1. Собран и доработан голографический проектор.

2. Созданы видеоролики для голографического проектора.

3. Создан голографический помощник «Майкл».

4. Составлена однолинейная работа «Майкла» и некоторые ответвления.

 Недоработки практической работы

1. По причине нехватки аппаратуры голограмма со всех сторон имеет одно изображение.

2. По причине автономной работы Майкла оборудование должно быть подключено к сети.

3. Временное отсутствие разнообразия различных путей работы «Майкла».

При работе над данным проектом я:

1. Изучил литературные источники по данной теме.

2. Выяснил где на сегодняшний день применяют голограммы.

3. Узнал откуда появилось понятие голограммы.

4. Нашел способ создания голограммы.

5. Сконструировал прибор, который выдает 3D голограммы.

6. Создал голографический помощник.

7. Создал видеофайлы для голографического проектора.

8. Воссоздал технологию 3D голограммы в домашних условиях.

9. Сравнил цены голографических проекторов в магазинах со стоимостью самодельного проектора.

Мои выводы:

Голограмма — продукт голографии, объемное изображение, создаваемое различными способами, воспроизводящими изображение трехмерного объекта. Голографии прочат будущее визуальных развлечений, поскольку до сих пор этот способ остается самым многообещающим способом визуализации трехмерных сцен.

Человечество постепенно выходит на новый этап развития, когда достижения предыдущих десятилетий отходят на второй план, а современные технологии обретают все большую популярность. И это не удивительно, ведь инновации позволяют намного быстрее и качественнее выполнять привычные действия и громко заявлять о себе. Именно поэтому в независимости от вида деятельности и профессии так важно идти в ногу со временем. И считается, что на рубеже 2100 года время станет на этап  развития 3D голограмм, ведь скорее всего не только новые технологии позволят воссоздать всеми желаемую голограмму из фильма «Star wars», но и современные умы смогут понять как остановить или «связать в узел» свет, чтобы голограмма была полностью самостоятельной.

Итоги:

Воссозданная мной технология 3D голограмм не только работает, но и имеет свои индивидуальные функции и способности. Сделанный мною проектор намного дешевле проекторов, созданных по той же технологии и продаваемых в магазинах, а также в отличие от магазинных проекторов изображение с него хорошо видно даже при дневном свете.

Таким образом, цель достигнута и гипотеза доказана.

Я считаю, что сделанное мной сейчас далеко не предел возможностей данной технологии, поэтому я буду продолжать улучшать свою работу.

Список литературы

1. Ефремов И.А. «Звездные корабли». – М.: АСТ, 2018. – 384 с.

2. Талбот Майкл «Голографическая Вселенная. Новая теория реальности». – М.: София, 2014. – 384 с.

3.Федорченко С.Н. Политическая голограмма: новая возможность коммуникации или скрытая угроза 3D манипулирования цифровым обществом? /Вестник Московского государственного областного университета (электронный журнал) 2018 №2

Интернет-ресурсы

  1. ITC.ua https://itc.ua/blogs/sozdana-pervaya-tsvetnaya-3d-gologramma/
  2. 3600. Новости https://360tv.ru/news/tekst/kak-nastojaschaja-uchenye-sozdali-gologrammu-kotoruju-mozhno-uslyshat-i-potrogat/ —
  3. Новости. Первый канал https://www.1tv.ru/news/2014-04-14/48089-v_saratovskom_tehnicheskom_universitete_izobreli_3d_izobrazhenie_kotoroe_mozhet_imitirovat_chto_ugodno
  4. Политическая голограмма https://cyberleninka.ru/article/n/politicheskaya-gologramma-novaya-vozmozhnost-kommunikatsii-ili-skrytaya-ugroza-3d-manipulirovaniya-tsifrovym-obschestvom/viewer -.
  5. Вологодская областная универсальная научная библиотека  https://www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/011/360.htm -.
  6. Новости IT и высоких технологий http://information-technology.ru/sci-pop-articles/23-physics/259-chto-takoe-gologramma —
  7. Техкульт https://www.techcult.ru/technology/5215-chto-takoe-gologramma

Полезные самоделки https://www.freeseller.ru/5422-3d-gologramma-svoimi-rukami.html

Криптен — инновации

Технология

Для создания защитных фотополимерных голограмм требуются специальные материалы и технологии, чтобы сохранить яркие цвета и стабильные визуальные эффекты голограммы в процессе производства защитного элемента и нанесения его на банкноту или ID-карту. В голограммах 3D-Gram® используется ультратонкий фотополимер компании Covestro, мирового лидера в производстве полимерных материалов.

Подробно о технологических задачах при разработке элементов 3D-Gram®, которые решали специалисты НПО «КРИПТЕН» совместно с Covestro, мы рассказываем в кейсе на сайте наших партнеров.

Защитные эффекты

Голограмма формируется в толще полимера и записывается с реального объекта. Поэтому изображения выглядят очень объемно и реалистично.

Фотополимерные элементы изготавливаются на прозрачном носителе. Это обеспечивает видимость изображения под защитным признаком.

Технология 3D-Gram® передает на элементе разные оптические эффекты: эффект истинного параллакса, флип-флоп эффект цвета и изображений, эффекты плавающих бликов, микролинзы с эффектом выпуклости, микротексты. Знакомые голографические эффекты становятся более выраженными при постоянном цвете изображения.

Голограммы 3D-Gram® доступны в красном, зеленом, синем цвете и их комбинациях.

Применение

Технология 3D-Gram® реализована в виде фотополимерной ленты для банкнот, фотополимерной голографической вставки, ламината и инлея для пластиковых ID-документов.

Изображение 3D-Gram® с эффектом барельефа

Без планшета и гарнитуры: Учёные используют лазерные лучи для создания 3D-голограмм

Команда исследователей из университета Бригама Янга (BYU) разрабатывает трёхмерную голографическую анимацию, не требующую наличия специального планшета или гарнитуры.

Голограммы при помощи лазера

Исследователи из BYU создали свободно плавающую трёхмерную голограмму, используя лазеры и крошечную частицу, плавающую в воздухе, для формирования цифровых изображений. Эти изображения можно просматривать без использования специальной гарнитуры AR. 

В видеоролике, подготовленном BYU, профессор электротехники в BYU Дэн Смолли предлагает быструю демонстрацию процесса с использованием крошечной версии USS Энтерпрайз и Klingon Warbird. В видео Смолли демонстрирует кадры битвы с дополненной реальностью с фотонными торпедами, лазерами и взрывами, созданными при помощи вышеупомянутой технологии.

«То, что вы видите в этой сцене, — реально. Здесь нет ничего, сделанного на компьютере. Это настоящие лазеры, перемещающиеся в пространстве между этими двумя кораблями», — комментирует Смолли.

Заключение

С голограммами то, что еще несколько лет назад казалось невозможным и что мы могли наблюдать только в фантастических фильмах , становится реальностью . Однако это не просто что-то красивое, а что-то чрезвычайно практичное и функциональное , что полностью изменит подход к некоторым важным областям жизни нашего общества.

Если вы тоже являетесь первооткрывателем новых технологий и думаете о развитии своего цифрового проекта, сообщите нам, что вам нужно! Мы будем рады помочь Вам.

Как работает технология и варианты использования в промышленности

Вы все помните принцессу Лею, появлявшуюся в виде парящего изображения в первых эпизодах «Звездных войн». Где-то в 80-х более широкой аудитории было представлено слово «голограмма».

В течение многих лет казалось, что голограмм навсегда останутся в уголке научной фантастики.Однако совсем недавно все начало меняться благодаря достижениям в области оптических технологий.

Что такое голограммная технология?

В реальной жизни голограммы представляют собой виртуальные трехмерные изображения, созданные интерференцией световых лучей, отражающих реальные физические объекты. Голограммы сохраняют глубину, параллакс и другие свойства исходного объекта. Они отлично подходят для представления сложных технических концепций, а также для демонстрации визуально привлекательных продуктов.

Итак, что такое голограмма? Проще говоря, голограммы — это трехмерные изображения, созданные интерференционными лучами света, отражающими реальные физические объекты.В отличие от обычных 3D-проекций, голограммы можно увидеть невооруженным глазом.

Существует два способа создания голограмм: компьютерный — с помощью очков дополненной реальности и физический — для оптических дисплеев. В зависимости от того, какой метод используется, различают голограмм двух типов — стереотипных и реалистических .

Стереотипные голограммы

Наиболее распространенным и узнаваемым примером стереотипной голограммы является Microsoft HoloLens. В 2015 году Microsoft стала первой компанией, которая представила голографические очки HoloLens.Технология, представленная технологическим гигантом, сегодня широко используется для создания дополненной реальности .

Для создания голограмм для HoloLens создатели контента используют программное обеспечение HoloStudio. Пользователи могут импортировать модели из других сервисов или сами создавать 3D-объекты с помощью приложения. Короче говоря, вы можете использовать HoloLens для создания сложных виртуальных объектов. В свою очередь, эти объекты накладываются на образы окружающего мира за счет использования очков виртуальной реальности.

В результате получается изображение, очень похожее на Pokemon Go.Разница лишь в том, что в HoloLens вместо фантастических динозавров вы разворачиваете виртуальное рабочее пространство, учебный кабинет или виртуальную конференцию с коллегами.

HoloLens делает это возможным, связывая объекты дополненной реальности с традиционными компьютерными программами для работы и развлечений. Ознакомьтесь с этой короткой демонстрацией для получения дополнительной информации о голографической технологии .

Реалистичные голограммы

В 1947 году Деннис Габор, венгерско-британский физик, разработал современную теорию голограмм, работая над электронным микроскопом. Однако оптическая голография не развивалась по-настоящему до появления лазера в 1960 году. Лазер излучает мощную вспышку света, которая длится всего несколько наносекунд.

Это позволяет получать голограммы высокоскоростных событий, таких как стрела или пуля в полете. Первая человеческая голограмма на основе лазера была создана в 1967 году, что проложило путь для многих других применений голографической технологии .

Итак, как работают голограммы? Голография — это уникальный метод фотографии, при котором 3D-объекты записываются с помощью лазера, а затем максимально точно восстанавливаются, чтобы соответствовать первоначально записанному объекту.При освещении лазером голограммы способны формировать точную трехмерную копию объекта и дублировать его характеристики.

Для получения точной визуализации голограммы в определенной точке пространства необходимо согласовать в движении две световые волны — опорную и предметную. Оба образуются путем разделения лазерного луча.

Опорная волна создается непосредственно источником света, а объектная волна отражается от записываемого объекта. Существует также фотопластинка, на которой «отпечатываются» темные полосы в зависимости от распределения электромагнитной энергии (помехи) в данном месте.

Аналогичный процесс происходит и на обычной фотопленке. Однако для воспроизведения изображения с него требуется распечатка на фотобумаге. Однако во время активного использования технологии голограмм все происходит несколько иначе.

Чтобы воспроизвести «портрет», фотопластинка должна быть «освещена» другой световой волной в непосредственной близости от эталонной волны, которая преобразует обе волны в новую световую волну, идущую параллельно объектной волне. В результате получается почти полностью точное отражение самого объекта.Чтобы лучше понять , как производятся голограммы , посмотрите это короткое видео.

Каковы наиболее распространенные варианты использования в отрасли?

Голографическая технология используется по-разному в различных отраслях. Список ниже включает некоторые из наиболее популярных примеров:

1. Телекоммуникации

В 2017 году Verizon (США) и Korea Telecom (Южная Корея) совершили первый голографический звонок с использованием технологии 5G.Чтобы сделать звонок возможным, были сформированы две голограммы. Оба вполне способны передавать эмоции и жесты пользователя.

2. Образование

В 2015 году нобелевский лауреат и профессор физики Стэнфордского университета Карл Виман выступил в Наньянском технологическом университете (Сингапур), не выезжая из США.
В 2013 году Лондонский университет Святого Георгия представил голограмм , способных отображать рабочие органы человеческого тела. На презентации были представлены трехмерные изображения почек четырехметровой длины, черепа и других частей тела.

3. Пространственная навигация

В 2017 году ученые Мюнхенского технологического университета разработали метод получения трехмерных голограмм с помощью Wi-Fi роутера. Описанный в исследовании метод позволяет создавать копии помещений путем отображения окружающих их предметов. Эту технологию можно использовать для поиска и спасения жертв, оказавшихся в ловушке под лавиной или в рухнувших зданиях.

4. Маркетинг и прямые продажи

Голограммы продуктов — новый маркетинговый ход, призванный привлечь внимание покупателей.С помощью голограммы можно увеличить 3D-копию товара и сделать ее видимой со всех сторон. Это удобно для клиентов, которые хотят увидеть желаемую покупку во всех подробностях.

В 2017 году Барби представила голографическую роботизированную куклу, реагирующую на голосовые команды. Игрушка умела отвечать на вопросы о погоде и обсуждать другие темы.

5. Музыкальные шоу

Голограмма лица Эрика Придза послужила завершением его EPIC 5.0 шоу в Лондоне, 2017. Выступление популярного французского диджея сопровождалось впечатляющим лазерным шоу. В конце вечера более 300 лазеров сформировали объемную голограмму головы диджея. С тех пор выступления ди-джеев всегда сопровождались использованием голограмм для создания уникальной атмосферы.

6. Возвращение исторических деятелей

В 2012 году студия Digital Domain, специализирующаяся на VFX для омоложения голливудских звезд в фильмах, вернула Тупака Шакура к жизни в виде исключительной трехмерной голограммы.Используя актера и дублера, они создали анимацию для реалистичного цифрового аватара Тупака. В 2014 году Тупак появился на Coachella в своем цифровом человеческом обличии.

Как и в случае с Тупаком или любым другим образовательным проектом, таким как создание виртуального музея истории, производство голограмм требует дополнительного планирования и координации. Во-первых, эти голограмм созданы на основе использования уникальных цифровых аватаров лиц, давно покинувших нас.

Создание 3D-моделей, анимация движений и синтез аутентичных голосов — непростая задача.В последнем случае Respeecher может значительно сократить затраты и время, связанные с воспроизведением подлинного голоса. Другими словами, мы можем не только вернуть голос Тупака из прошлого, но и создать новый аутентичный контент, как если бы певец все еще был с нами. Хотите узнать больше? Вот как мы можем помочь.

Будущее голографических технологий

Будущее голографии лежит на пересечении искусственного интеллекта, цифровых человеческих технологий и клонирования голоса.Постоянное увеличение вычислительной мощности во всем мире позволит создавать цифровые модели человека, которые будут отображаться с постоянно ускоряющейся скоростью, из-за чего их будет все труднее отличить от реальных.

В свою очередь, эволюция голографических технологий приведет к увеличению их доступности и портативности. Представьте, если бы голографический контент однажды стал таким же доступным, как потоковый контент: голографическое кино, голографический театр, музыкальные шоу.

Дополненная реальность больше не требует ношения специальных очков, а будет напрямую интегрирована в объекты ландшафта. Мы уже знаем, как работают голографические пешеходные переходы и голографическая реклама. Но мы можем только представить, как изменятся наши города и жизнь, поскольку темпы эволюции технологий продолжают ускоряться.

КАК СДЕЛАТЬ 3D ГОЛОГРАММУ

Как сделать трехмерную голограмму

Подпишитесь на нас в Instagram и получите еще больше интересных идей для детей!

Прокрутите до конца, чтобы посмотреть видео ниже, чтобы увидеть, как легко сделать эту потрясающую 3D-голограмму «сделай сам» . Не забудьте подписаться на наш канал YouTube , чтобы получать больше интересных видео!

Ваши дети в восторге от крутых научных экспериментов ? Если это так, то они сойдут с ума от этой удивительной трехмерной голограммы! Самое приятное то, что вы можете настроить его за 10 минут или меньше, и для его создания требуется только один кусок материала.Обычно впечатляющие научные эксперименты требуют большого количества движущихся частей и материалов, но не этот.

Согласно Википедии, «голограмма — это трехмерное изображение, которое можно увидеть невооруженным глазом. Голография — это наука и практика создания голограмм». Обычно для освещения объекта требуется лазер. Для более тщательного анализа проверьте, как работают голограммы.

Впервые я увидел, как сделать 3D-голограмму с помощью этого творческого аккаунта в Instagram MB’s Activity Room .Креативная мама Нурдан поделилась со мной тем, что нашла на YouTube идею собрать вместе 4 куска прозрачного материала, похожего на пластик. Проведя небольшое исследование, мы нашли там отличный учебник с использованием прозрачных обложек для компакт-дисков.

Вы можете попробовать это, но мы обнаружили, что пластиковая крышка для продуктов на вынос работает очень хорошо. Мы использовали одну из тех пластиковых крышек-раскладушек для печенья, которые обычно можно найти в булочных супермаркетах.

Что касается размеров, то для всех мастеров, на которые мы ссылались выше, использовался общий размер 1 см x 3. 5 см на 6 см. Нам показалось, что это слишком широко для нас. Я не уверен, почему мы не смогли заставить эту базовую форму работать.

Итак, наши размеры больше походили на 1 см х 3,5 см х 5 см. Прокрутите ниже для бесплатной печати формы, которую мы нарисовали.

Не стесняйтесь распечатать его, вырезать и использовать в качестве шаблона, чтобы сделать 4 стороны.

Затем вы соедините 4 фигуры вместе, и у вас получится пирамида с отрезанной вершиной.

Последний шаг — поиск на YouTube крутых видео с голограммами.Это два, которые нам понравились больше всего, на этом изображено множество различных объектов голограммы , а на этом из фильма Хороший динозавр.

Когда видео будет готово на вашем смартфоне или планшете, приглушите свет и поместите устройство с голограммой поверх центра объектов широкой стороной вверх. И наблюдайте, как завораживающие 3D-изображения появляются и оживают!

КАК СДЕЛАТЬ 3D ГОЛОГРАММУ – МАТЕРИАЛЫ:

  • Прозрачная пластиковая крышка для пищевых продуктов
  • бесплатный шаблон для печати
  • Прозрачная лента (хорошо подойдет упаковочная лента)
  • Ножницы
  • Смартфон или планшет

Материалы

  • Прозрачная пластиковая крышка для пищевых продуктов
  • Бесплатный шаблон для печати
  • Ножницы
  • Прозрачная лента (хорошо подходит упаковочная лента)
  • Смартфон или планшет

Инструкции

  1. Распечатайте шаблон, вырежьте и используйте его, чтобы обвести 4 детали пластиковой крышки для пищевых продуктов. Отрезать.
  2. Соедините 4 стороны скотчем.
  3. Откройте на своем смартфоне и планшете YouTube и выполните поиск «видео с голограммой», нам нравится это и это.
  4. Приглушите свет. поместите голографическое устройство широкой стороной вверх в центр видео. Смотрите проект 3D-объектов и оживайте!
Посмотрите пошаговое видео в этом посте, чтобы узнать, как это сделать.

 

3D-голограмма с методами смешанной реальности для улучшения понимания легочных поражений, вызванных COVID-19: рандомизированное контролируемое исследование

Задний план: Вспышка COVID-19 переросла в пандемию и оказала серьезное негативное влияние на глобальное здравоохранение.Влияние COVID-19 на легкие можно определить с помощью двухмерной компьютерной томографии (КТ), которая требует высокого уровня пространственного воображения со стороны медицинского работника.

Цель: Цель этого исследования — определить, может ли просмотр 3D-голограммы с использованием методов смешанной реальности улучшить понимание медицинскими работниками поражений легких, вызванных COVID-19.

Методы: В исследовании приняли участие 60 человек, в том числе 20 рентгенологов, 20 хирургов и 20 студентов-медиков. Каждая из трех групп была случайным образом разделена на две группы: либо группа 2D-КТ (n = 30; средний возраст 29 лет [диапазон 19–38 лет]; мужчины = 20), либо группа 3D-голографии (n = 30; средний возраст 30 лет [диапазон 20=38 лет]; мужчины=20). Две группы выполнили одну и ту же задачу, которая заключалась в выявлении поражений легких, вызванных COVID-19, в 6 случаях с использованием 2D-КТ или 3D-голограммы.Наконец, независимый профессор радиологии оценил работу участников (по 100-балльной шкале). Все участники двух групп заполнили анкету по шкале Лайкерта относительно образовательной полезности и эффективности 3D-голограмм. Все участники заполнили Индекс рабочей нагрузки Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA-TLX).

Результаты: Средняя оценка задачи группы 3D-голограммы (в среднем 91.98, SD 2,45) был значительно выше, чем в группе 2D CT (в среднем 74,09, SD 7,59; P<0,001). С помощью 3D-голограмм хирурги и студенты-медики набрали столько же баллов, что и рентгенологи, и добились очевидного прогресса в выявлении поражений легких, вызванных COVID-19. Результаты опросника по шкале Лайкерта показали, что группа с 3D-голограммой имела лучшие результаты по сравнению с группой с 2D-КТ (обучение: медиана группы 2D-КТ 2, IQR 1-2 по сравнению с медианой группы 3D-5, IQR 5-5; P<0,001; понимание и сообщающиеся: медиана группы 2D CT 1, IQR 1-1 по сравнению с медианой группы 3D 5, IQR 5-5; P<. 001; растущий интерес: медиана группы 2D CT 2, IQR 2-2 по сравнению с медианой группы 3D 5, IQR 5-5; Р<0,001; снижение кривой обучения: медиана группы 2D CT 2, IQR 1-2 по сравнению с медианой группы 3D 4, IQR 4-5; Р<0,001; пространственное восприятие: медиана группы 2D CT 2, IQR 1-2 по сравнению с медианой группы 3D 5, IQR 5-5; Р<0,001; обучение: медиана группы 2D CT 3, IQR 2-3 по сравнению с медианой группы 3D 5, IQR 5-5; Р<0,001). Группа 3D набрала значительно меньше баллов, чем группа 2D CT, по подшкалам «ментальное», «временное», «производительность» и «разочарование» в NASA-TLX.

Выводы: 3D-голограмму с методами смешанной реальности можно использовать, чтобы помочь медицинским работникам, особенно студентам-медикам и вновь нанятым врачам, лучше идентифицировать легочные поражения, вызванные COVID-19. Его можно использовать в медицинском образовании для улучшения пространственного восприятия, повышения интереса, улучшения понимания и снижения кривой обучения.

Пробная регистрация: Китайский реестр клинических испытаний ChiCTR2100045845; http://www.chictr.org.cn/showprojen.aspx?proj=125761.

Ключевые слова: COVID-19; диагностика; голограмма; визуализация; поражение; смешанная реальность; легочный.

Использование искусственного интеллекта для создания 3D-голограмм в режиме реального времени на смартфоне

Исследователи Массачусетского технологического института разработали способ практически мгновенного создания голограмм. Они говорят, что метод, основанный на глубоком обучении, настолько эффективен, что может работать на смартфоне.Предоставлено: Изображение: MIT News, изображения с сайта iStockphoto

.

Новый метод, называемый тензорной голографией, может позволить создавать голограммы для виртуальной реальности, 3D-печати, медицинских изображений и многого другого — и он может работать на смартфоне.

Несмотря на многолетнюю шумиху, гарнитуры виртуальной реальности еще не вытеснили экраны телевизоров или компьютеров в качестве популярных устройств для просмотра видео. Одна из причин: VR может заставить пользователей чувствовать себя плохо. Тошнота и усталость глаз могут возникнуть из-за того, что виртуальная реальность создает иллюзию 3D-просмотра, хотя на самом деле пользователь смотрит на 2D-дисплей с фиксированным расстоянием.Решение для лучшей 3D-визуализации может заключаться в технологии 60-летней давности, переделанной для цифрового мира: голограммах.

Голограммы

обеспечивают исключительное представление окружающего нас трехмерного мира. Кроме того, они прекрасны. (Давай, посмотри на голографического голубя на своей карте Visa.) Голограммы предлагают смещающуюся перспективу в зависимости от положения зрителя и позволяют глазу регулировать глубину фокуса, чтобы попеременно фокусироваться на переднем и заднем планах.

Исследователи давно пытались создать голограммы, сгенерированные компьютером, но этот процесс традиционно требовал наличия суперкомпьютера для обработки физических симуляций, что отнимает много времени и может давать далеко не фотореалистичные результаты. Исследователи Массачусетского технологического института разработали новый способ практически мгновенного создания голограмм, и этот метод, основанный на глубоком обучении, настолько эффективен, что его можно запустить на ноутбуке в мгновение ока, говорят исследователи.

На этом рисунке показана экспериментальная демонстрация двухмерной и трехмерной голографической проекции. Левая фотография сфокусирована на игрушке-мышке (в желтой рамке) ближе к камере, а правая фотография сфокусирована на вечном настольном календаре (в синей рамке). Кредит: Предоставлено исследователями

«Раньше люди думали, что с существующим аппаратным обеспечением потребительского уровня невозможно выполнять вычисления трехмерной голографии в реальном времени», — говорит Лян Ши, ведущий автор исследования и аспирант кафедры электротехники и компьютерных наук Массачусетского технологического института (EECS). .«Часто говорят, что коммерчески доступные голографические дисплеи появятся через 10 лет, однако это заявление звучало уже несколько десятилетий».

Ши считает, что новый подход, который команда называет «тензорной голографией», наконец приблизит эту неуловимую 10-летнюю цель. Прогресс может способствовать проникновению голографии в такие области, как виртуальная реальность и 3D-печать.

Ши работал над исследованием, опубликованным 10 марта 2021 года в журнале Nature , вместе со своим советником и соавтором Войцехом Матусиком.Среди других соавторов — Бейхен Ли из EECS и Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института, а также бывшие исследователи Массачусетского технологического института Чангил Ким (сейчас работает в Facebook) и Петр Келлнхофер (сейчас работает в Стэнфордском университете).

В поисках лучшего 3D

Типичная фотография, сделанная объективом, кодирует яркость каждой световой волны — фотография может точно воспроизводить цвета сцены, но в конечном итоге дает плоское изображение.

Напротив, голограмма кодирует как яркость, так и фазу каждой световой волны. Эта комбинация обеспечивает более точное изображение параллакса и глубины сцены. Таким образом, в то время как фотография «Водяных лилий» Моне может подчеркнуть цветовую гамму картины, голограмма может оживить работу, передавая уникальную трехмерную текстуру каждого мазка кисти. Но, несмотря на их реалистичность, создавать голограммы и делиться ими непросто.

Первые голограммы, разработанные в середине 1900-х годов, записывались оптическим способом. Это потребовало разделения лазерного луча, при этом половина луча использовалась для освещения объекта, а другая половина использовалась в качестве эталона для фазы световых волн.Эта ссылка создает уникальное ощущение глубины голограммы. Полученные изображения были статичными, поэтому они не могли зафиксировать движение. И они были только в печатном виде, что затрудняло их воспроизведение и распространение.

Компьютерная голография позволяет обойти эти проблемы, имитируя оптическую установку. Но этот процесс может быть вычислительным утомлением. «Поскольку каждая точка сцены имеет разную глубину, вы не можете применять одни и те же операции ко всем из них», — говорит Ши. «Это значительно увеличивает сложность.«Управление кластерным суперкомпьютером для запуска этих физических симуляций может занять секунды или минуты для одного голографического изображения. Кроме того, существующие алгоритмы не моделируют окклюзию с фотореалистичной точностью. Поэтому команда Ши выбрала другой подход: позволить компьютеру обучать физику самому себе.

Они использовали глубокое обучение для ускорения компьютерной голографии, что позволило создавать голограммы в реальном времени. Команда разработала сверточную нейронную сеть — метод обработки, который использует цепочку обучаемых тензоров, чтобы примерно имитировать то, как люди обрабатывают визуальную информацию.Для обучения нейронной сети обычно требуется большой высококачественный набор данных, которого раньше не существовало для 3D-голограмм.

Команда создала специальную базу данных из 4000 пар компьютерных изображений. Каждая пара сопоставляла изображение, включая информацию о цвете и глубине для каждого пикселя, с соответствующей голограммой. Для создания голограмм в новой базе данных исследователи использовали сцены со сложными и переменными формами и цветами, с равномерным распределением глубины пикселей от фона к переднему плану и с новым набором физических вычислений для обработки окклюзии.Такой подход привел к фотореалистичным обучающим данным. Далее алгоритм заработал.

Изучая каждую пару изображений, тензорная сеть настраивала параметры собственных вычислений, последовательно улучшая свои возможности по созданию голограмм. Полностью оптимизированная сеть работала на несколько порядков быстрее, чем расчеты, основанные на физике. Такая эффективность удивила саму команду.

«Мы поражены тем, насколько хорошо он работает, — говорит Матусик. Всего за миллисекунды тензорная голография может создавать голограммы из изображений с информацией о глубине, которая предоставляется типичными изображениями, сгенерированными компьютером, и может быть рассчитана с помощью многокамерной установки или датчика LiDAR (оба являются стандартными для некоторых новых смартфонов). Это достижение прокладывает путь к трехмерной голографии в реальном времени. Более того, для компактной тензорной сети требуется менее 1 МБ памяти. «Это ничтожно мало, учитывая десятки и сотни гигабайт, доступные на последнем сотовом телефоне», — говорит он.

Исследование «показывает, что настоящие 3D-голографические дисплеи практичны лишь при умеренных вычислительных требованиях», — говорит Джоэл Коллин, главный оптический архитектор Microsoft, не участвовавший в исследовании. Он добавляет, что «эта работа демонстрирует заметное улучшение качества изображения по сравнению с предыдущей работой», что «добавит реализма и комфорта зрителю».Коллин также намекает на возможность того, что подобные голографические дисплеи могут даже быть настроены в соответствии с офтальмологическими рецептами зрителя. «Голографические дисплеи могут корректировать аберрации в глазах. Это позволяет отображать изображение на дисплее более четко, чем то, что пользователь может видеть в контактных линзах или очках, которые исправляют только аберрации низкого порядка, такие как фокусировка и астигматизм».

«Значительный скачок»

3D-голография в реальном времени улучшит множество систем, от виртуальной реальности до 3D-печати.Команда говорит, что новая система может помочь зрителям виртуальной реальности погрузиться в более реалистичные пейзажи, устраняя при этом нагрузку на глаза и другие побочные эффекты длительного использования виртуальной реальности. Эту технологию можно легко развернуть на дисплеях, которые модулируют фазу световых волн. В настоящее время самые доступные дисплеи потребительского уровня модулируют только яркость, хотя стоимость дисплеев с фазовой модуляцией упадет, если они будут широко распространены.

Исследователи говорят, что

Трехмерная голография также может способствовать развитию объемной 3D-печати.Эта технология может оказаться более быстрой и точной, чем традиционная послойная 3D-печать, поскольку объемная 3D-печать позволяет одновременно проецировать весь 3D-шаблон. Другие области применения включают микроскопию, визуализацию медицинских данных и дизайн поверхностей с уникальными оптическими свойствами.

«Это значительный скачок, который может полностью изменить отношение людей к голографии», — говорит Матусик. «Мы чувствуем, что нейронные сети были созданы для этой задачи».

Ссылка: «На пути к фотореалистичной трехмерной голографии в реальном времени с использованием глубоких нейронных сетей», Лян Ши, Бейчен Ли, Чангил Ким, Петр Келлнхофер и Войцех Матусик, 10 марта 2021 г., Nature .
DOI: 10.1038/s41586-020-03152-0

Веб-сайт проекта

: Тензорная голография

Работа частично поддержана Sony.

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.