Голография – фантастика или реальность?

Андрей Смирнов

Спецвыпуск Xakep, номер #034, стр. 034-040-2

Ну да хватит об анатомии, перейдем к более понятным для нас вещам - а именно физике и компьютерам. Уже существует несколько способов сделать какую-либо сцену трехмерной. В компьютерном мире используется принцип анатомии человеческого глаза, а при построении сложных голограмм используется физика. Я кратко опишу компьютерный способ создания 3D и максимально подробно остановлюсь на физических законах, причем постараюсь все объяснить доступным языком.

Первые попытки

Первые попытки создать трехмерное изображение в компьютере основывались на простейшем стереоэффекте. У человека два глаза, и для каждого из них подавалось свое отображение мира с небольшим смещением. Таким образом, наш мозг, собирая две картинки вместе, получал достаточно информации об объеме, и мы смогли увидеть игры в практически реальном третьем измерении.

Именно по такому принципу построены очки и шлемы виртуальной реальности. В самом дешевом варианте за отображение отвечает монитор, а очки просто поочередно закрывают один, а затем другой глаз. При этом у монитора должна быть частота не менее 120 Гц (по 60 на каждый глаз, потому что монитор должен показывать информацию для двух глаз, а очки уже разделяют эту инфу на левый и правый), чтобы мы могли нормально видеть сцену.

В более дорогом варианте в шлем встраиваются два экрана, которые независимо отображают картинку на оба глаза одновременно. Тут уже качество сцены зависит от разрешения и частоты обновления экрана.

3D без очков

Пока я рассказал только об основах того, как наши глаза видят мир трехмерным, и объяснил основы создания третьего измерения с помощью компьютерных примочек. Более подробно про третье измерение для своего железного друга читай в этом же номере, а я перейду к рассмотрению реальной голографии.

Изобретателем голографии считается английский физик доктор Деннис Габор (Dr. Dennis Gabor), который в 1947 году обратил внимание на один парадокс – когда мы фотографируем, постоянно приходится настраивать фокус. При этом, если фокус нестроен неправильно, изображение может быть искаженным или вообще исчезнет. Но в реальности оно никуда не исчезает. Предмет как стоял на месте, так и стоит, просто он оказался не в фокусе. Таким образом Габор пришел к выводу, что изображение в каком-либо виде находится в самой структуре световой волны, которая проходит от предмета до фотопленки.

Чтобы ты ощутил гордость за нашу родину, я просто обязан сказать, что после этого в теории голографии не происходило практически ничего интересного вплоть до 60-х годов. Именно тогда громадный вклад в эту сферу внес наш земляк Ю.Н.Денисюк, ну и, конечно же, двое ученых из далекой Америки - Э.Лейт и Ю.Упатниекс (Emmett Leith и Juris Upatnieks) из Мичиганского университета.