Голографияның теориялық негіздері алғаш рет жасалғаннан бері 100 жылдан астам уақыт өтті және біз әлі күнге дейін голограммаларды негізінен пластинкалардағы жапсырмалармен немесе Тупак Шакурдың қайтыс болғаннан кейінгі концертімен байланыстырамыз. Дегенмен, соңғы жылдары голография тақырыбы белсенді түрде дами бастады. Бүгін біз сізге жұмбақ голографиялық бейнелер туралы бәрін айтып береміз.
1920 жылы поляк ғалымы Миечислав Вольфке «Молекулярлық торлардың оптикалық бейнелеу мүмкіндігі туралы» (Über die Möglichkeit der optische Abbildung von Molekulargittern) атты еңбегінде суреттерді алудың голографиялық әдісі идеясын алға тартты және эксперименталды түрде растады. Бірақ ол кезде поляктың ашқан жаңалығын іс жүзінде қолдануға мүмкіндік беретін технология болған жоқ. Мұны өткен ғасырдың 60-жылдарына дейін күтуге тура келді.
Голограммалар 1977 жылы «Жұлдызды соғыстар» фильмінің арқасында кеңінен танымал болды, онда олар ақпарат пен байланыс құралдарының тасымалдаушысы ретінде әрекет етті. Осылайша поп-мәдениетке өте күрделі ғылыми теория еніп, дүние жүзіндегі миллиондаған адамдардың қиялын жаулап алды. Біз бүгін Джордж Лукастың голография тақырыбының көзқарасына жақынбыз ба?
Сондай-ақ оқыңыз: Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы: бақылауға болатын 10 нысана
Голография дегеніміз не?
«Маған көмектес, Оби-Ван Кеноби! Сен менің жалғыз үмітімсің!» Жұлдызды соғыстардың барлық жанкүйерлеріне белгілі бұл мәтін ханшайымның үш өлшемді проекциясы арқылы айтылады. Лея, көптеген көрермендер үшін голография және голографиялық бейнелеудің не екендігі туралы алғашқы идея болды.
Бүгін біз қолымызға сүйікті тобымыздың жазбалары жазылған дискіні ұстағанда, кемпірқосақтың әртүрлі түстерімен жарқыраған түрлі-түсті стикерді көреміз. Бұл дискінің түпнұсқалығы мен заңдылығын голографиялық растау. Сонымен, бұл да голограмма, бірақ ол қалай жасалады және ол не үшін қолданылады? Мен бұл сұрақтарға мүмкіндігінше қол жетімді жауап беруге тырысамын. Дегенмен, бұл оңай және қарапайым тапсырма болмайтыны анық, негізінен кейбір физикалық ұғымдарды анықтау және түсіндіру қажеттілігіне байланысты, бірақ олардың көпшілігі сізге физика сабақтарыңыздан таныс болуы керек. Бұл қажет, өйткені түпкілікті нәтиже техниканың әртүрлі салаларындағы жетістіктерді практикалық пайдаланудың нәтижесі болып табылады. Сондықтан теориялық негіздерді дұрыс түсінбеу бүкіл мәселені дұрыс түсінбеуге әкелуі мүмкін. Дегенмен, мен бұл мақаланы Максвелл теңдеулері қолдайтын теориялармен ауыртпалықсыз етуді мақсат етпеймін. Бұл мүмкін, бірақ неге? Бұл жаңа ештеңе қоспайды және оны түсінуді қиындатады. Оптика және толқын қозғалысы саласындағы негізгі физикалық ұғымдардың айқын сызбалары мен анықтамаларын пайдалана отырып, голографиялық бейнелерді жазу және жаңғырту принциптерін қолжетімді түрде түсіндіруге тырысамын. Сондай-ақ мен голографияның практикалық қолданылуы, соның ішінде компьютерлік технологиялардағы ақпаратты голографиялық жазу туралы айтамын.
Біз үшін бәрін жеңілдететін анықтамадан бастайық. 19 ғасырдан бері адамзатқа белгілі фотосурет сияқты голография да бейнелерді алу тәсілі болып табылады. Бұл терминдердің екеуі де грек тілінен шыққан, алайда, егер фотосурет сөзі «жарық» және «сурет» дегенді білдіретін «фото» және «графа» сөздерінен шықса, голография сөзінің бірінші бөлігі «холос» деген сөзден шыққан. ”, ол грек тілінен аударғанда «бүтін» дегенді білдіреді.
Демек, голография «бүтін сызу» болып табылады. Ол нені білдіреді? Стандартты фотосуретте біз үш өлшемді әлемде көрген нәрсенің екі өлшемді бейнесін ғана сақтай аламыз. Голографияның идеясы оның бір жағын ғана емес, бүкіл объект туралы ақпаратты жазу болып табылады. Жазылған ақпаратты пайдалана отырып, бүкіл объектінің бейнесін жаңғыртуға болады.
Бірақ үш өлшемді нысанның сыртқы түрін қалай сақтауға болады? Ол үшін жарық интерференциясы құбылысы қолданылады. Электромагниттік спектрдің бөлігі болып табылатын көрінетін жарықтың өзі екі компоненттен тұрады - электр өрісі және магнит өрісі. Бірақ ең бастысы, жарық фотондар ағыны ғана емес, толқын болып табылады, сондықтан бірнеше толқындардың қабаттасуы жаңа сипаттамалары бар жаңа толқындарды жасай алады. Содан кейін дифракция құбылысын қолдана отырып, қабаттасқан толқындардың кескінін жазылған сипаттамаларды көрсететіндей етіп шығаруға болады.
Сондай-ақ оқыңыз:
Голограмма жазу және көрсету
Жарықтың толқындық сипатының арқасында стандартты фотопленкаға объектінің сыртқы түрін үш өлшемді түрде жазуға болады. Сәйкес лазердің көмегімен, оның бір сәулесі мөлдір пластинаға бағытталған және бейнеленетін объектіге де, тікелей пленкаға да бағытталған, қабаттасатын толқындардың үлгісі жасалады. Мұндай кескін жарықтың жеке спектрлік компоненттерінің көптеген интерференцияларының суперпозициясы болып табылады және егер біз мұндай пленкадан «фото» алғымыз келсе, онда біздің көзіміз лазермен жарықтандырылған нысанды емес, оның меланжын көреді. суретке түсірілген объект туралы бізге ештеңе айтпайтын интерференциялық сызықтар.
Бұл іс жүзінде қалай көрінеді:
Тек сол сәтте дифракциялық тор болып табылатын пленканы дұрыс экспозициялау, фокусталған лазер сәулесінің көмегімен бүкіл процесті кері айналдыруға және объектінің үш өлшемді бейнесін алуға мүмкіндік береді.
XNUMXD голографиялық бейнелеу, ұқсас болғанымен, объектіні екі жақыннан суретке түсіріп, содан кейін пластиналарды стереоскоп деп аталатын құрылғыға орналастыруды қамтитын стереоскопиялық техникадан ерекшеленеді. Мысалы, танымал VR көзілдірігі осылай жұмыс істеп, екі сәл ығысқан кескінді жасаңыз. Голограммаларда бұл ығысу толқындық интерференция түрінде бір ортада бекітіледі.
Сондай-ақ оқыңыз:
- Кванттық физиканың 100 жылы: 1920 жылдардағы теориялардан компьютерлерге дейін
- Ойланатын 5 болашақ ғарыш миссиясы
Голограмма және «голограмма»
Жоғарыда сипатталған технологияның проблемасы қанағаттанарлық нәтижелерге қол жеткізу үшін дәл лазер сәулесін және жақын зертханалық жағдайларды қажет етеді. Голограммалардың бастапқы идеясы практикалық қолдануды тапқанымен, мысалы, бірнеше ТБ теориялық сыйымдылығы бар HVD стандартты тасымалдағыштарында деректерді жазуда, бірақ олар үйде қолдануға арналған танымал медиаға айналмады.
Практикалық шешімдер голографиялық кескінді алудың күрделі процесі бірдей нәтижеге қол жеткізетін, бірақ басқа әдістерді қолданатын басқа технологияларға жеңілетінін көрсетеді. Ғылыми тұрғыдан мұндай суреттерді голограмма деп атауға болмайды, бірақ бұл барлық псевдо-голограммаларды жай ғана «голограмма» деп атаған жөн.
Алайда іс жүзінде Тупактың концерттік бейнесі де, патшайым Елизавета II-нің 260 жылдық күймедегі бейнесі де ғылыми тұрғыдан шынайы голограмма емес.
Голограмма HoloLens көзілдіріктерінде немесе «голографиялық дисплей» автомобильінің алдыңғы әйнегінде көретініміз емес. Көбінесе бұл мөлдір шыны, су перделері болуы мүмкін ортада әртүрлі жақтан түсетін бірнеше бөлек (бір емес, түпнұсқа голограммадағыдай) жарық сәулелерінің көмегімен жасалған үш өлшемді кескін. , немесе осындай «голографиялық дисплей» үстіндегі «қалқымалы» су буы.
Мен бұл әдістерге қатысты «голограмма» терминін қолдануға үлкен қарсылық білдірмеймін және оның басты себебі - бұл жолмен алынған әсер голографияның негізгі қасиеттеріне, атап айтқанда көбірек ақпаратты сақтау және көбейтуге өте жиі сәйкес келеді. (бұл жағдайда нысанды әртүрлі бұрыштардан қарау туралы) объект туралы.
Сондай-ақ қызықты:
Бүгінгі «голограммалар»
Түрлі мөлдір материалдардағы кескіндерді көрсететін проекторларға негізделген жүйелер сәл басқаша жұмыс істейді. Әр түрлі бұрыштардан бағытталған жарық екінші жағынан көрінетін кескін туралы ақпаратты қамтиды. Сәулелер әйнектің, судың бетінде немесе ұмытылған поляк өнертабысы Leia Display жағдайындағыдай бу пердесінде кездеседі, бұл ауада пайда болатын үш өлшемді кескіннің әсерін тудырады (шынайы суреттің ең үлкен артықшылығы). голограмма).
Тағы бір мысал - Looking қолданбасының 2020D экрандары. Кескінді екі өлшемді бетке емес, оны үш өлшемді дененің ішінде жасайтындар, мысалы, шыны. Компания, атап айтқанда, Looking Glass Factory шешімімен жылдар бойы жұмыс істеп келеді және біз бұл жұмыстың алғашқы маңызды нәтижелеріне XNUMX жылы таңдана алдық.
Сондай-ақ, неміс Ронкалли циркін атап өтуге болады, ол жануарлармен әрекет етуден бас тартты, бірақ Германияда, айтпақшы, көптеген еуропалық елдерден айырмашылығы, жануарлармен циркке тыйым салынбаған. Қазір аренада голограмма түрінде пілдер, аттар мен балықтар пайда болады.
Көрермендерге голограммаларды көруге мүмкіндік беретін жүйенің құны жарты миллион еуродан асады.
Сондай-ақ қызықты:
- 10 жылы қара тесіктер туралы білген ең қызық 2021 нәрсе
- Терраформингтік Марс: Қызыл планета жаңа Жерге айналуы мүмкін бе?
Адамдар голограммада өмір сүретінін түсінбейді ме?
Әрине, әлемдік қастандық идеяларын қолдайтындар да жоқ емес. Олар сіз бен біз көптен бері бір үлкен голограммада өмір сүріп келеміз, бізді қоршаған әлем голограмма, матрица деп санайды. Мен қазір бәрін түсіндіруге тырысамын.
«Матрица» фильмі пайда болған кезде, бәрі ағайынды Вачовскилерден туындаған сценарий идеясына таң қалды. Дегенмен, Матрица оқиғасының негізінде жатқан идея шығыс философияларында да бар. Кейбір кванттық физиктер ғылымның математика тілінде сипаттайтын нәрсенің ғасырлар бойы діни хабарламалар түрінде белгілі болғанын бұрыннан мойындады. Яғни, бұл теорияға сенетін болсақ, онда біз үлкен голограммада өмір сүреміз.
Олар адамзаттың кейбір нәрселерді байқамай қалғаны соншалық, уайымға салынғанын алға тартады. Біз әлемді бақылаймыз және оны құруға қатысамыз, көбінесе бізге не болып жатқанына әсер ету мүмкіндігін түсінбейміз. Физиктер құдай бөлшегі деп аталатын тән бозондарға толы Хиггс өрісінің бар екендігі туралы дәлелдерді іздейді, бірақ біз мұндай іздеулер туралы ақпаратты мұндай механизмнің ашылуы болатын салдарлардан бөлек қарастырамыз.
Хиггс бозондарының бар екенін растау бізді әлемнің табиғаты және оның қалай жаратылғаны туралы өзімізге маңызды сұрақтар қоюға мәжбүр ететіні белгілі болуы мүмкін. Кенеттен, матрицаның тұжырымдамалары соншалықты фантастикалық емес екені белгілі болуы мүмкін және біз бәріміз үлкен голограммада өмір сүреміз, ал біз өзіміз голограммамыз.
Мұндай қорытындыларды кванттық физиканың дамуының арқасында алынған мәліметтерден жасауға болады. Біз не болатынын анықтайтын негізгі ереже ықтималдық екенін анық білеміз. Біз сондай-ақ кейбір физикалық эксперименттер мүмкін емес екенін білеміз, өйткені олардың әсерін бақылау фактісі оларда не болатынын анықтайды. Эйнштейн мұндай ойлаудың салдарын түсініп, әлем сүйек ойнайтын Құдайға тәуелді емес екенін айтты.
Егер біз шын мәнінде үлкен голограммада өмір сүретін болсақ және онымен өзара әрекеттесуіміз, біздің күтулеріміз бен қорқыныштарымыздың көрінісі онымен өзара әрекеттесіп, бізді әртүрлі нәрселерді бастан кешіруге мәжбүр етсе ше? Бізбен не болып жатқанына әсер етудің кейбір әдістері бар, олар оң деп аталады. Оларды сынап көрген кез келген адам оның жұмыс істейтінін біледі және негізінен біз оның жұмыс істеуі керек екенін білеміз. Әртүрлі балама емдеу әдістерімен бірдей. Олар негативті ойларды, яғни сенім арқылы жою арқылы голограмманы басқару қабілетімізге негізделген.
Ғылым, егер материя шын мәнінде бос бөлшектерден тұратын болса, неге масса бар деген сұраққа жауап іздейді. Дегенмен, біз адамдар үшін айналамыздағы әлем әлі де шынайы болып көрінеді және біз өз мүмкіндіктерімізді түсінсек, бәрі жоғарыда айтылған «Матрицадағы» Нео немесе жанып тұрған Будда сияқты болуы мүмкін деп күдіктенбейміз. сіздің ойыңыздың күші.
Қарапайым сөзбен айтқанда, біз қазірдің өзінде матрицадамыз және бәріміз ештеңеге тәуелді емес голограммамыз. Мен біздің әлем туралы осындай идеяларға күлкім келеді.
Сондай-ақ қызықты: Кванттық компьютерлер туралы қарапайым сөздермен
Әркімнің өз голограммасы болады ма?
Бірақ біз әлі де шындыққа ораламыз. Болашақ 3D рендерингте екені сөзсіз. Әйтсе де, «Блэд-жүгіргіш» фильміндегідей нағыз голограммалар көшелерде пайда болғанша әлі талай уақыт күтіп тұрғаны сөзсіз. Осы уақытқа дейін бізде көптеген «имитациялық голограммалар» және біздің сезімдерімізді адастыратын және нақты үш өлшемді объектілерге қарап тұрғандай әсер қалдыратын технологиялардың көрсетілімдері болады.
Мәселен Google әзірлеушілерге дәл осындай мақсат қойды. Олар қызықты Project Starline, яғни әңгімелесуге арналған «голографиялық» стендпен жұмыс істеп жатқаны белгілі. Олар өз жұмыстарының біраз нәтижесін көрсетіп үлгерді.
Google қызметкерлері бірқатар камералар мен сенсорларды пайдалана отырып, адамдардың бір жерде тұрғандай әсер қалдырып, бір-бірімен сөйлесуінің дәл 3D үлгілерін жасады. Қазіргі уақытта бұл шешім компанияның кеңселерінде сынақтан өтті.
Кейбір ғалымдар адамдар арасындағы күнделікті қарым-қатынас құралдарында голограмма технологиясының пайда болуына бір қадам қалды деп санайды. Ол үшін келесі буын байланысының тағы бір инфрақұрылымын – континенттерді байланыстыратын талшықты-оптикалық желіні және алтыншы буын 6G сымсыз байланыс инфрақұрылымын салу қажет болады. Көптеген технологиялық компаниялар қазірдің өзінде осындай қызметпен айналысады. Мүмкін, бірнеше жылдан кейін голограммалар күнделікті өмірдің бір бөлігіне айналады, бірақ олар адамдар арасындағы шынайы байланысты алмастырмайды деп үміттенемін.
Кейбір ғалымдар голограммаларды қазірдің өзінде қолдануға болатынын айтады, өйткені тиісті технологиялар бұрыннан бар, бірақ бұл кезеңде оның қымбаттығы соншалық, ол мүлдем тиімді емес. Жағдай Интернеттің қалай дамығанына өте ұқсас. Бастапқы деңгейде оған ешкім дерлік сенбеді, ал қазір оның тіршілігінсіз қазіргіні елестету мүмкін емес.
Сондықтан бірнеше жылдан кейін үйімізде достарымызға бару үшін жеке голограммаларымыз болатынын көрсететін көптеген белгілер бар. Дегенмен, ғалымдардың қажетті технологияларға қатысты болжамдары әрқашан орындала бермейтінін есте ұстаған жөн.
Сіз Украинаға орыс басқыншыларына қарсы күресуге көмектесе аласыз. Мұны істеудің ең жақсы жолы - Украина Қарулы Күштеріне қаражат беру Lifelife немесе ресми парақшасы арқылы NBU.
Біздің парақшаларымызға жазылыңыз Twitter бұл Facebook.
Сондай-ақ қызықты: