シミュレーションソフトウェアを実行し、宇宙で編集するためのフルサイズモデルを表示します。 コミュニケーターをオンにして、ビデオ通話で話している相手の平面画像ではなく、お気に入りのカーペットが透けて見える体積投影で話します。 カーテンを脇に移動して、ウィンドウペインで天気予報、交通状況、および一般的な状況を確認します。 車のエンジンを始動し、路面標識に関する追加の警告、起こりうる危険、およびフロントガラス部分に関するその他の重要な情報を受け取ります。
以前はこれがすべてSF作家でしたが、今ではこれは「ファンタジー」のカテゴリーから「近未来」のカテゴリーに移行しています。 この投稿では、現代の科学者がホログラフィーの世紀にどのように近づいているのか、それがどのように始まったのか、そしてホログラフィー技術が現在経験している困難についてお話します。
ホログラフィック画像の作成方法
人間の目は、光が反射するため、物理的なオブジェクトを認識します。 ホログラフィック画像の構築はこの原理に基づいています-物理的な物体から反射される光と完全に同一の反射光のビームが作成されます。 このビームを見ている人は、同じオブジェクトを見ることができます（たとえ別の角度から見ても）。
高解像度のホログラムは静的パターンであり、その「キャンバス」はフォトポリマーであり、「ブラシ」はフォトポリマー材料の構造を一度変更するレーザービームです。 その結果、この方法で処理されたフォトポリマーはホログラフィック画像を作成します（光はホログラムの平面に当たり、フォトポリマーは微妙な干渉パターンを作成します）。
ところで、干渉自体について。 特定の空間で一連の電磁波が形成され、その周波数が一致する場合、かなり高い度合いで発生します。 ホログラムを特定の領域に記録するプロセスでは、すでに2つの波が追加されます。最初の波は基準から、2番目の波はオブジェクトから、2番目の波はオブジェクトから反射されます。 感光性材料を含む写真プレートが同じ領域に置かれ、電磁エネルギーの分布に対応する暗くなるバンドのパターン（干渉パターン）が表示されます。 次に、プレートは基準の特性に近い波で照らされ、プレートはこの波を物体の波に近づけるように変換します。
その結果、観察者は、元の記録オブジェクトから反射される光とほぼ同じ光を見ることがわかります。
簡単な歴史的背景
それは1947年でした。 インドはイギリスから独立し、アルゼンチンは女性に投票権を与え、ミハイル・ティモフェーヴィッチ・カラシニコフは彼の有名な自動機を作成しました。
そして、デニス・ガボールは世界初のホログラムを取得します。
一般に、デニスはその時代の電子顕微鏡の解像度を上げようとしましたが、これを目指した実験の過程でホログラムを受け取りました。
悲しいかな、多くの人のように、ガボールは彼の時間よりも少し先であり、彼は単に高品質のホログラムを得るために必要な技術を持っていませんでした（コヒーレント光源なしではこれはできません、そして人工ルビー結晶の最初のレーザーはわずか13年を実証します後で）。
しかし、1960年（波長694 nmの赤色ルビーレーザー、パルス、ヘリウムネオン、633 nm、連続）の後、物事はさらに活発になりました。
1962年 。 ミシガン工科大学、Emmett LeithおよびJuris Upatnieks。 古典的なホログラム記録スキームの作成。 透過型ホログラムが記録されました-ホログラムの修復中、光は写真プレートを透過しましたが、プレートから反射された光の一部も反対側から見える画像を作成しました。
1967年 。 最初のホログラフィックポートレートは、ルビーレーザーを使用して記録されます。
1968年 。 写真素材自体も改善されています。おかげで、ユーリ・ニコラエヴィッチ・デニシュクは独自の記録方式を開発し、高品質のホログラム（白色光を反射して画像を再構成）を受け取りました。 すべてがうまくいくので、記録スキームはデニシュークスキームと呼ばれ、ホログラムはデニシュークホログラムです。
1977 ロイドクロスの多重ホログラム。数十個のカメラアングルで構成され、それぞれが1つの角度からのみ見ることができます。
プラス-記録するオブジェクトの寸法は、レーザーの波長や写真プレートのサイズに限定されません。 存在しないオブジェクトのホログラムを作成できます（つまり、発明されたオブジェクトを一度に複数の角度で描画するだけです）。
短所-垂直視差がないため、このようなホログラムは水平軸に沿ってのみ表示できますが、上または下からは表示できません。
1986 アブラハム・セケは、完璧さに制限はないことを認識し、X線放射を使用して表面近くの領域にコヒーレント放射源を作成することを提案します。 ホログラフィーの空間分解能は、常に放射源のサイズと物体からの距離に依存します。これにより、実空間でエミッターを囲む原子を復元することが可能になりました。
いま
今日、ホログラフィックビデオディスプレイのプロトタイプのいくつかは、最新のLCDモニターとほぼ同じように機能します。光を特別な方法で散乱させ、擬似3Dを形成し、干渉画像を作成しません。 このアプローチの主なマイナス点は何ですか？モニターに対して直角に座っている人は、このような写真を適切に評価できます。 他のすべての視聴者はそれほど感銘を受けません。
もちろん、SFや新技術の愛好家は眠り、ホログラフィックディスプレイが自宅のWi-Fiやスマートフォンのカメラと同じ身近なものになり、最悪のソープディッシュに匹敵するものになるのを見ています。 そして、多数派の理解における理想的なホログラムは、実際には今日でも明日でもありませんが、このトピックの開発はすでに進行中です。
科学と高等研究所、韓国。 新しい3Dホログラフィックディスプレイのプロトタイプ。TTXは既存のアナログよりも数千倍優れています。
このようなディスプレイの弱いリンクはマトリックスです。 これまでのところ、マトリックスは2次元ピクセルで構成されています。 韓国人は、光パルスの前面に特別な変調器と組み合わせて、通常の（しかし良い）ディスプレイを使用しました。 結果は、1立方センチメートルという小さなものではありますが、高品質のホログラムになりました。
光散乱は、投影された物体の通常の認識に対する重大な障害であると信じられていた時代がありました。 しかし、私たちの実践が示すように、この分散を制御することを学ぶことで、最新の3Dディスプレイを大幅に改善できます。 正しい散乱により、視野角と総解像度の両方を高めることができました。- ジョンケン・パーク教授。
グリフィス大学、スウィンバーン工科大学、オーストラリア。 グラフェンに基づいたホログラフィックディスプレイ。
科学者は、この投稿の冒頭で述べたガボール法で武装し、光を反射する小さなドットで構成されるデジタルホログラフィックスクリーンに基づいた高解像度の3Dホログラフィックディスプレイを作成しました。
長所-52度の視野角。 絵の通常の認識のために、3Dメガネやその他のものの形で追加のp約は必要ありません。
ちなみに、約52度。 視野角が大きいほど、使用されるピクセルが少なくなります。 酸化グラフェンは光還元によって処理され、ホロカルチンカの色を曲げることができるピクセルが作成されます。
開発者は、このようなアプローチがやがて、特にモバイルデバイスでのディスプレイの開発に革命をもたらすと信じています。
英国ブリストル大学。 超音波ホログラフィ。
物体は、システムによって作成される水蒸気の雲に向けられたさまざまな超音波エミッターを使用して空中に作成されます。 もちろん、実装は使い慣れた画面の場合よりも複雑ですが、それでも変わりません。
- 霧は水滴だけでなく、特殊な物質の滴によっても生成されます。
- この物質は特別なランプで照らされています。
- ランプは特別な光を変調します。
その結果、オブジェクトが投影され、すべての側面から見ることができるだけでなく、触れることもできます。
このような干渉パターンの発振周波数は、0.4〜500 Hzです。
開発者がテクノロジーの有益な使用を示唆している活動の主な分野の1つは、医学です。 医師は、医療記録とシミュレートされた臓器に基づいて「感じる」ことができます。 また、プレゼンテーションで製品の3次元投影を作成することもできます。 公共の場所（電子メニュー、端末、ATM）で同様のディスプレイをタッチディスプレイに置き換えると、プラスの効果が予測されます。 実装するのがどれほど困難で費用がかかるか-それだけで、これは2番目の質問です。
そして、特定の方向のエンターテインメントサービスがどの程度到達できるか-考えるのは恐ろしい（しかし興味深い）。
カナダのバンクーバー。 インタラクティブなホログラフィックディスプレイ。
必要なもの：
ご覧のように、一度SF作家が始めたホログラフィーへの関心は止まるとは思わない。それどころか、勢いを増しているに過ぎない。
ほぼすべてのアパートメントで、近い将来、上記の方法のいずれかを使用して作成されたホログラフィックスクリーンが存在する可能性があります。 あるいは、科学者たちはテクノロジーを開発するための優れたツールである新しい素材を発明し続けているため、新しいものに基づいています。
今では、スマートフォンをポケットに入れていない現代人を想像するのは困難です。おそらく、ホログラフィックプロジェクターを備えた腕時計は、間もなく不可避の要素になるでしょう。 または、スマートホームとスマートカーの新開発により、ホログラフィーの機能を他にどのように使用できるかが示されます。
ちなみに、後者は単なる幻想ではありません。たとえば、 車の最初のホログラフィックナビゲーターを作成し、ドライバーのフォーカスエリアのフロントガラスに拡張現実を表示します。 そして、次の投稿のいずれかで彼について何か。
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