Вот такое кино
Наука продолжает развивать возможности голографии.
Нет, речь не о защитных пленках для паспортов и акцизных марках для водки. Голография все ближе подбирается к тому, чтобы от неподвижных объемных изображений перейти к движущимся. Их трудно будет отличить от реальных объектов, в том числе и живых людей.
Ну и кадр!
В последние месяцы разные группы ученых сумели значительно продвинуться в этом направлении. Еще осенью профессор Нассер Пейгамбарян и его коллеги из университета Аризоны (США) создали аппаратуру, способную записывать и передавать голографическое изображение со скоростью 1 кадр в 2 секунды.
В отличие от 3D-видео, где зрители в левом ряду кинозала видят тот же стереоэффект, что и сидящие справа, голографический объект можно обойти вокруг, при этом вид его постоянно меняется, как если бы он был реальным. До голографического дисплея отсюда один логичный шаг: сделать так, чтобы голограмму на пластине можно было быстро стирать и перезаписывать в реальном времени, да еще по сигналу, передаваемому извне. Такой переход оказался технически не менее сложным, чем само изобретение голографии.
Устройство Нассера Пейгамбаряна представляет собой набор из 16 камер, снимающих трехмерное изображение объекта с разных точек. Информация кодируется импульсным лазерным лучом, пересекающимся с другим, «эталонным». В результате получается интерференционная картинка, она записывается на фоторефрактивную полимерную пластинку, при освещении которой в ней видно объемное изображение. Впоследствии старый объект можно стереть, переписав на его место новую картинку. Прототип устройства использует 10-дюймовый экран, а в настоящее время тестируется 17-дюймовый. Демонстрируя возможности системы, ученые устроили видеоконференцию, в ходе которой голографическое изображение сотрудника лаборатории передавалось из Калифорнии в Аризону.
Конечно, кадр в две секунды — это еще не движение. Авторы изобретения сразу заявили, что скорость обновления картинки может быть увеличена. Для этого нужно модифицировать красители в полимере, чтобы они меняли свое состояние быстрее, а также перейти к лазерам, выдающим более короткие импульсы с большей частотой.
Изобретай играючи
И в самом деле, достижение Нассера Пейгамбаряна вскоре было превзойдено. Уже в январе сотрудники Массачусетсского технологического института во главе с Майклом Боувом продемонстрировали разработку, сделанную совершенно по другой технологии. В системе используется один-единственный прибор для захвата видео — камера игрового интерфейса Kinect для консоли Microsoft Xbox, где скорость обновления голограммы — порядка 15 кадров в секунду! По словам ученых, для увеличения скорости с 7 до 15 кадров им хватило одной недели, поэтому понадобится совсем немного времени для ускорения до 24 и даже до 30 кадров в секунду, что создаст полную иллюзию движения объекта.
Трехмерное изображение формируется на базе данных, получаемых от камер контроллера Kinect. Единственное отличие работы голографической системы от обычного контроллера в том, что для построения точной трехмерной модели используется эффект дифракции света. Компьютер, к которому подключается Kinect, использует для обработки поступающего потока данных вычислительную мощь трех графических процессоров, что позволяет построить точную трехмерную модель объекта вместо примитивной, генерируемой стандартным Kinect.
Словом, оказалось, что почти все детали системы вполне доступны для покупателя любого магазина электроники. Единственный компонент экспериментального голографического видео, который пока нигде не продается, — собственно голографический дисплей. В настоящее время группа Боува занимается его разработкой. Предполагается, что его себестоимость будет не выше $200.
Привидение на поле боя?
Ученые многих научных центров уже изучают возможности использования этой новой технологии. Самые простые ее приложения — 3D-видеочаты, передача трехмерных голографических карт, чертежей или данных медицинских исследований. В дальнейшем, с улучшением качества экранов и увеличением их размеров, можно ожидать самых фантастических применений — от появления рядом с вами голографического собеседника до самых натуральных «привидений». Однако широкого распространения голографической видеосъемки придется ожидать минимум несколько лет.
Впрочем, в открытую печать уже просочились сведения о военном применении голографии. Правда, пока в статичном варианте. Технологию голографической съемки и отображения использовали для штабной работы в американской армии. Техасская компания Zebra Imaging продавала Пентагону пластиковые голографические карты размером 61х91 см по цене от $1 тыс. до $3 тыс. Работа была налажена: военные отсылали полевые данные на компьютер компании, создававший голографические объемные карты мест боевых действий в Ираке и Афганистане.
Что касается новых возможностей, которые открывает движущееся объемное видео, то Пентагон уже озвучивал идею разработки голографического оружия. Предполагается, что оно будет создавать над полем боя огромные реалистичные объекты (например танковую армаду) с целью устрашения и деморализации противника.
Трехмерный офис
Группа китайских исследователей из Пекинского телекоммуникационного университета и компании AFC Technology разработала опытный образец трехмерного голографического дисплея размером 1,8х1,3 м. Он не требует использования стереоскопических очков и позволяет просматривать трехмерное изображение в течение длительного времени, обеспечивая замечательное качество. Правда, объект на таком экране пока неподвижен.
Изображение для демонстрации на голографическом дисплее захватывается с помощью 64 цифровых камер, направленных на объект под различными углами, также используется 64 проектора.
Размеры голографических экранов для статичных изображений физически ограничиваются только количеством и возможностью используемых камер и проекторов. При использовании специализированного программного обеспечения также станет возможным подключение такого дисплея к любой компьютерной системе для получения реальной трехмерной рабочей среды.
