Голография – фантастика или реальность?

Андрей Смирнов

Спецвыпуск Xakep, номер #034, стр. 034-040-1

Как делают голограммы

Кто изобрел робота, космический корабль или персональный компьютер? Ты скажешь, что это был какой-то ученый, инженер или, на худой конец, сумасшедший изобретатель, и будешь прав, но только наполовину.

Все самое интересное в нашей жизни изобретают, вернее, придумывают писатели-фантасты. Ученые только превращают эти "изобретения" в реальность. Есть такой человек и в истории голографии. Правда, можно ли его назвать ученым, судить тебе, потому что имя ему - Сальвадор Дали. Его голограммы Нью-Йорк увидел еще в 1972 году.

Голограмма может быть в виде световой проекции какого-то предмета или просто в виде картинки, которая выглядит трехмерной. Помнишь господина по фамилии Распутин, который на бутылке с одноименной водкой подмигивал нам одним глазом? Это голограмма. А помнишь Звездные Войны, где для передачи сообщений использовались объемные изображения человека? Это тоже голограммы.

Как получается реальное третье измерение

Для того чтобы показать отличия голограммы от других видов изображений, лучше всего сравнить ее с картиной. Изображение на картине отображает двухмерную проекцию трехмерного мира. Художники стараются показать трехмерность за счет разных уловок, типа уменьшения и размытия удаленных объектов, отображения перспективы, но все равно, это проекция и она ограничена двумя измерениями. Ты можешь смотреть на картину под любым углом, и от этого ничего не изменится.

Но картину рисует человек, и ее реалистичность зависит от мастерства художника. Поэтому лучше рассмотрим фотографию. Она тоже отражает двухмерную проекцию снимаемого объекта и так же статична под любым углом обзора. Когда ты рассматриваешь какой-нибудь пейзаж, то можешь только сказать, что один предмет находится дальше другого, но не можешь оценить расстояние между ними, если в глаза не видел снимаемой сцены.

Информация о третьем измерении сохраняется на фотографии не полностью из-за того, что пленка регистрирует лишь интенсивность света. А самое главное, фаза световой волны, которая зависит от расстояния от объектива до предмета, на фотопленке не записывается.

Когда я вплотную занялся проблемой голографии, то больше всего меня поразил человеческий глаз. Ведь изображение, которое падает на сетчатку, ничем не отличается от него же на пленке фотоаппарата, и мы, по идее, должны получать проекцию трехмерного мира на наш глаз, теряя информацию об объеме. Но этого не происходит. Весь секрет в том, что у нас (вернее, у большинства из нас ;)) два глаза и один мозг. И глаз обладает интересным свойством - аккомодацией, а мозг по малейшим изменениям картинки способен синтезировать трехмерное изображение.

Аккомодация – это возможность человеческого глаза как оптической системы изменять фокусное расстояние. Например, ты смотришь в окно, разглядываешь на улице какой-то предмет и абсолютно не замечаешь стекло. Проходит доля секунды, и ты уже смотришь на стекло, а все что дальше уходит из фокуса.

Но это еще не все, одного изменения фокуса мало. Дело в том, что изображение, переданное в мозг симметричными участками сетчатки двух глаз, слегка различается, а сами глаза постоянно совершают мелкие установочные движения - и именно эта "небольшая" разница в 2D-изображениях позволяет мозгу в конечном итоге вычислять расстояние между предметами и воспринимать мир в 3D. Это называется "стереоскопическим зрением", оно совершенствуется в течение всей жизни - пока мозг собирает и анализирует информацию о строении различных предметов.