چاپ و تصویر هولوگرافی سه بعدی

در دنیای هولوگرافی ، به هر حال تصویری که ایجاد می کنیم اصطلاحا هولوگرام نام دارد، اطلاعات هر سه بعد را در بر می گیرد و هر سه بعد را ثبت می کند و ناظر از تماشای هولوگرام احساس بعد و برجستگی می کند، حتی بیش از آنچه که در استرئوسکوپی معمول است.هولوگرافی از نظر ثبت اطلاعات مربوط به یک صحنه و منظره بر روی فیلم، به عکاسی شباهت دارد اما شیوه ها و وسایل کار برای ایجاد تصویر هولوگرافی، همچون خود تصاویر به دست آمده، کاملا متفاوتند.

در عکاسی معمولی، تصویری که از یک صحنه بدست می آید، حال چه عکس باشد یا اسلاید یا هر چیز دیگری و فرقی نمی کند دیجیتال باشد یا معمولی در نهایت تصویری است با دو بعد (دوبعدی) و فاقد عمق.

تصاویر هولوگرافی سه بعدی

تصاویر هولوگرام سه بعدی از سال 1993 که ژول ورن اولین ایده فناوری را مطرح کرد پا به عرصه ی ظهور گذاشتند. به نظرمی رسید که چنین چیزهایی برای همیشه قرار است پا به عرصه ی تخیل بگذارند. چالش های ایجاد تصاویر سه بعدی در هوا تقریبا غیر قابل تصور بود.

در نهایت ما در حال نزدیک شدن به روزی هستیم که در آن رویای هولوگرام ها ممکن است کاملا عملی شود. دانشمندان در سرتاسر جهان با استفاده از روش های جدید و نوآورانه برای استفاده از لیزرو پردازنده های دیجیتالی مدرن و فناوری های حسگر حرکت برای ایجاد چندین نوع مختلف هولوگرام که می تواند در آینده نزدیک به مصرف رسانه ها و ارتباط آنها با رسانه ها تغییر کنند اقدامات جدیدی ارائه کرده اند. در اینجا لیستی از برخی جالب ترین فناوری های هولوگرافی وجود دارد.

تهیه تصاویر هولوگرافی سه بعدی

هولوگرافی به روش تهیه عکس های سه بعدی بسیار واقعی به نام هولوگرام گفته می شود. عکسهای هولوگرام بسیار واقعی به نظر می رسند، زیرا همگی سه بعدی هستند. در این روش به جای دوربین از پرتو لیزر استفاده می شود.

برای تهیه تصویر هولوگرافی پرتو لیزر به دو قسمت تقسیم می شود: یک قسمت آن به جسم برخورد می کند و سپس روی صفحه عکاسی منعکس می شود و قسمت دیگر به طور مستقیم روی صفحه تابانده می شود. بدین ترتیب یک صفحه عکاسی ظاهر می شود و یک الگوی سیاه و سفید یعنی هولوگرام پدیدار می گردد.

اکنون اگر به این هولوگرام نور لیزر تابانده شود و از سمت دیگر به آن نگاه شود، یک تصویر هولوگرافی سه بعدی واقعی از جسم اصلی بوجود می آید. این تصویر سه بعدی است، یعنی دارای طول، ارتفاع و عرض می باشد اما همرنگ جسم اصلی نیست و رنگش را از نور لیزر می گیرد.

هولوگرافی، برای اولین بار حدود سال ۱۹۴۷ میلادی توسط دانشمندی انگلیسی به نام دنیس گابور کشف شد، اما تا دهه ۱۹۶۰ میلادی که پرتو لیزر شناخته شد، چندان پیشرفتی نداشت. امروزه نیز دانشمندان به دنبال یافتن کاربردهای علمی این تصاویر سه بعدی هستند.

تصاویر هولوگرام سه بعدی با استفاده از لیزر پلاسما

تا همین اواخر برای ایجاد هولوگرام ها ما به شیشه / دود / آب گذر از نور احتیاج داشتیم. اما شرکتی به نام آریال برتون شناخته شده است که پروژکتوری هولوگرافی ایجاد کرده است که از یک لیزر پلاسما برای بازتاب یک تصویر سه بعدی در هوا استفاده می کند. در حال حاضر این امر بسیار ابتدایی است اما نشان می دهد که میتوان نور را بدون نیاز به گزاف گویی کردن از یک سطح مشاهده کرد.

این فناوری با استفاده از یک لیزر پالس مادون قرمز یک کیلو وات که بر روی نقاط مستقیم در هوا از طریق یک اسکنر سه بعدی متمرکز شده است باعث ایجاد یونیزاسیون مولکول های هوا برای تولید پلاسما می شود. درحالی که این فناوری ساده و پیش پا افتاده است اما گامی مهم در جهت درست ایجاد نمایشگرهای هولوگرافی می باشد.

تصاویر هولوگرام سه بعدی شبه فلفل

اگر طرفدار موسیقی هستید باید بگوییم که شبه فلفل نوعی هولوگرام است که احتمالا با آن آشنایی دارید. آن نوعی فناوری قدیمی از یک توهم است اما طرح های جدید و امروزی آن را بسیار جذاب ساخته است. هولوگرام ام دی اچ که پیشگامان دوست دارند آن را معاد گردانی دیجیتال بنامند اولین شرکتی بود که فناوری هولوگرام فتو کرفتی و انعطاف پذیر برای سالن های عملکرد را مدنظر قرارداد.

این امر نیز میتواند به طرز باورنکردنی واقع بینانه باشد. با استفاده از فناوری پیش رفته حرکتی و سه بعدی سی جی آی (نوعی فناوری برای خلق تصاویر) کامل آنها یک شخص را از سر تا پا پاک سازی می کنند و سپس آنها را به یک شیشه تقریبا نامرئی تبدیل می کنند.

ممکن است این نوع از هولوگرام ها را در پارک های مخصوص یا رویداد های خاص شاهد باشید. آنها توسط پروانه های کوچک ادغام شده و با چراغ های قرمز و آبی و زرد با فناوری بالا می توانند رنگ ها را در میلی ثانیه تغییر دهند. هنگامی که به سمت راست بچرخیم میتوان آن ها را برای ایجاد یک تصویر با اثر سه بعدی استفاده کرد. به تازگی دستگاه جدیدی به نام دیوار هایپر وی اس ان ظهور کرده است که این فناوری را به سطح بعدی می رساند و تصاویری با کیفیت بالا با بیش از سه متر ارتفاع را ایجاد می کند که حداقل به نظر می رسد که در هوا شناور است، در حالی که تنها از 65 وات قدرت استفاده می کند.

جداول هولوگرامی

این نوع از هولوگرام ها از آن دسته هایی است که ممکن است در موزه های کودکان دیده شود. اما این هولوگرام ها روز به روز بیشتر در حال پیشرفت هستند. به نظر می رسد که یک آینه ی گرد میتواند توهمی از یک تصویر سه بعدی را از زاویه راست انجام دهد. اما اکنون محققان از پیشرفت صفحه های ال سی دی استفاده می کنند تا دستگاه هایی مانند پخش کننده ی هولو ایجاد کنند که بتوانند 32 نمایش از تصویر مربوطه را به طور هم زمان به سمت جهت های مرتبط را بفرستد.

آن یک میدان نور را ایجاد می کند که یک صحنه ایست که حجم فیزیکی آن را اشغال می کند و با یک دوربین عمیق سنجی به کاربر اجازه می دهد تا با هولوگرام ارتباط برقرار کند درست همانطور که ممکن است با یک شی واقعی یا صفحه نمایش لمسی باشد.

درست است که دنیای جداول هولوگرافی تونی استارک سال ها پیش از فناوری کنونی ما بوده است اما اخیرا یک گروه تحقیقاتی خارج از کره جنوبی گامی مهم را در این جهت برداشته است. آنها اولین هولوگرام جهان را ایجاد کردند که بتواند به طور همزمان در 360 درجه با استفاده از یک سری لیزر های چند رنگی با قدرت بالا و یک نمایشگر آینه وار با سرعتی بالا ساخته شود که شما آن را تبلت می نامید.

نمایشگر سه بعدی تصاویر هولوگرام

در جهت یک ایده ی سنتی از هولوگرام ها ( با آنکه هنوز بر سر زبان ها نیوفتاده است) محققان فناوری ماساچوست در قالب یک صفحه پویا نمایش پویای آگاهانه ی ملموسی را ایجاد کرد با نام اینفورم که میتواند شکل افراد و اشیاء را روی سطوح دوبعدی نمایش دهد. برای اینکار از 900 ستون موتور محرکه در یک منطقه ی کوچک استفاده می شود که قابلیت شکل دادن را دارا هستند. مهم تر از همه به نظر می رسد که این نوع هولوگرام بسیار جالب باشد.

فناوری برای این نوع هولوگرام ها سال هاست که به صورت گسترده ای توسط جادوگران و فیلم سازان مورد استفاده قرار گرفته است که برای تکمیل آن به یک هنرمند نیاز است. جانی لمرسیر با استفاده از یک حسگر حرکتی دو بعد را با هم ترکیب می کند تا تصور و کارایی یک تصویر سه بعدی را که حس فوق العاده بالا و واقعی باشد ارائه می دهد و از آنجایی که آن به جای دوربین حرکت بیننده را دنبال میکند هیچ هدست یا صفحه نمایشی مورد نیاز نیست.

اگرچه تصاویر هولوگرام سه بعدی درست مثل هولوگرام های دیجیتالی تبلت نیستند اما محصولات دیگری نیز وجود دارد که باید به آن اشاره کرد زیرا که آنان اکنون در دسترس هستند و بسیار جالب اند. جدول هولوگرام در شرکت نرم افزاری کامپیوتری استرالیایی یک سیستم همه جانبه و چندکاره است که اتم های نور را با یک الگوریتم باور نکردنی که میتواند 1000 گیگابایت اطلاعات گرافیکی را پردازش کند ایجاد می کند. متاسفانه این لنزها نیاز به استفاده دارند.

تصاویر هولوگرام سه بعدی وکسل

شاید جالب ترین فناوری که در هولوگرام دیده اید هولوگرام های حجمی مانند آنچه که با صفحه نمایش و وکسل وی ایکس یک ایجاد شده است باشد که از یک موتور روشنایی دیجیتالی با سرعت بالا و یک موتور رندر حجم بالا بهینه سازی شده برای تولید بیش از نیم میلیارد نقطه نور به یک فضای حجمی استفاده کند. صدها قطعه دیجیتال یک تصویر به صورت همزمان به یک صفحه نمایش سرعت بالا طراحی شده است.

همانطور که فتون های نور روی صفحه نمایش می آیند آنها فورا پخش می شوند و یک تصویر متقاطع فیزیکی را در جای دقیق در فضای فیزیکی تشکیل می دهند و چشمان ما با این لایه ها ترکیب می شود که یک تصویر سه بعدی را تبدیل می کند. دیگر نیازی به عینک سه بعدی برای دیدن آن نداریم.

از نام عجیب و غریبش فریب نخورید. چرا که این یکی از پیشرفت های هیجان انگیز در فناوری هولوگرافی تاکنون است. محققان گروه طبیعت راهی برای ایجاد هولوگرام های سه بعدی با تعامل از نقاط کوچک پلاسما نور مانند پیدا کردند و نام آن را وکسل نامیدند. آن ها این کار را توسط لیزرهای فنتو ثانیه انجام دادند ( یک فنتوثانیه برابر با یک چهارم ثانیه است و لیزر انتقال انفجار بین 30 تا 270 فنتو ثانیه طول می کشد) که می تواند تصاویر سه بعدی با کیفیت بیش از دویست هزار نقطه در ثانیه ایجاد کند. چون انفجار پلاسما بسیار سریع رخ می دهد دست زدن به آن شما را می سوزاند.

تفاوت عکسبرداری عادی با دوربین عکاسی و فرآیند هولوگرافی

دوربین های عکاسی از یک زاویه (همان زاویه دید) که ناظر تصویر را مشاهده می نماید تصویر را ثبت می کنند در حالی که در هولوگرافی منظره بازسازی شده را از زوایای متعدد می توان دید و ناظر با حرکت دادن سرخود اثر ناشی از اختلاف منظر معین در اثر جابجائی را حس خواهد کرد . بطور کلی اطلاعات ثبت شده در هولوگرام شامل اطلاعات دامنه و فاز باریکه تابشی است در حالیکه در یک عکس متعارف فقط دامنه های نوری که به فیلم میرسند ثبت میگردد.

چاپگر هولوگرافی های سه بعدی

تنها به پنج ثانیه زمان نیاز است! با به کارگیری روش های جدید چاپگرهای سه بعدی مافوق سرعت تنها پنج ثانیه زمان برای چاپ تصاویری که به مدت زمان بیش تری نیاز دارند، لازم است. در یک نمونه ی ویدیویی به دست آمده در لابراتوار یک ظرف کشت میکروب مملو از ماده ی کهربایی چسبناک در زیر یک لیزر هولوگرافی سبز رنگ که تصویر یک گیره ی کاغذ را نمایش می دهد، قرار گرفت.

این مایع در عرض پنج ثانیه با فعال سازی به وسیله ی نور به ماده ی سختی تبدیل می شود. گیره ی جدید بعد از برداشتن ظرف از قسمت های چاپگر از ظرف کشت میکروب استخراج، تمیز و قابل استفاده می گردد.

روش های چاپ مافوق سرعت سه بعدی مزایای بسیاری در صنعت چاپ سه بعدی و گسترش تحقیقات هولوگرافی دارد. هم اکنون چاپگرهای هولوگرافی سه بعدی به اجسام کوچک و سطحی محدود است در حالی که این تکنولوژی در تمامی مقیاس ها قابل اجرا است.

اکتشافات جدید هولوگرافی

تصویر برداری هولوگرافی فوق تجزیه در عکس برداری درمانی کاربرد بسیاری دارد. داگری هم چنین در حال یافتن راه هایی برای گسترش این تکنولوژی به قسمت های متعدد همانند نمایش وسایل نقلیه ی اتوماتیک، نقشه ها و مسیر یاب ها است. شرکت داگری از اکتشافات جدید هولوگرافی برای ایجاد نمایشگرهایی با صفحات اطلاعاتی متعدد است.

این تکنولوژی دریک لحظه امکان نمایش یک تصویر از شیشه ی جلو و در همان لحظه امکان نمایش آنالیز یک تصویر در فواصل دور را دارد. ممکن است در آینده شرایطی فراهم گردد که تصاویر را با استفاده از عینک های هوشمند دریافت کرده و آن ها را به هولوگرام و سپس به چاپ های لیزری در چند ثانیه تبدیل کنیم. این تکنولوژی آسان به نظر می رسد.

چاپ هولوگرافی هایی سه بعدی

محدودیت های کمی در چاپ هولوگرافی های سه بعدی وجود دارد. یکی از محدودیت های اساسی کمبود سخت افزار های مورد نیاز می باشد. محققان داگری تجهیزات قدرتمند برای پردازش حجم زیادی از اطلاعات را ندارند. به هر حال این مشکل با گسترش حافظه های درونی کامپیوترها در آینده حل خواهد شد.

با حسابگرهای کوانتومی قابلیت پردازش داده ها چند برابرخواهد شد. دیوید لاکوت مدیر تولید در شرکت های چاپی سه بعدی مسئله ی دیگر را گرما می داند. وی با اشاره به روش های واکنش پلیمرهای چاپی با نور برای تولید محصول جامد گفت پلیمرسازی یک فرآیند گرمازا است.

چاپ سریع محصولات به معنی آزاد سازی انرژی بسیار در طی فرآیند است. هر چه محصول بزرگتر باشد، انرژی بیش تری در فرآیند چاپ نیاز است. مسئله ی اساسی دیگر در شدت گرما محدودیت های به وجود آمده در دستگاه نسخه برداری اصلی می باشد. سرعت تولید محصولات قبل از تخریب دستگاه در اثر گرما بسیار بالا است. چاپگرهای سه بعدی می توانند یک رونوشت از روی محصولات به وجود آورند.

استریوگرام‌ چیست؟

یک هولوگرام متحرک است و به این صورت ایجاد می‌شود که در هنگام نگاشت آن، فریم‌های مختلفی از یک تصویر در حال حرکت به ترتیب و به صورت مجزا در مقابل نور لیزر قرار داده شده و توسط نور لیزر روی سطح حساس به نور ثبت می‌شود. برای هر فریم نوردهی مجزایی صورت می‌گیرد و بسته به میزان قابلیت سطح حساس برای ثبت این فریم‌ها، میزان نوردهی می‌تواند افزایش پیدا کند.

‌پالسی‌ در این هولوگرام‌ها نور لیزر به طور مستقیم به فتوپلیمر برخورد کرده و عملیات واسطه (بدست آوردن هولوگرام اصلی و سپس بدست آوردن فرم نیکلی ) وجود ندارد. پالس نام لیزری که برای نگاشت این هولوگرام استفاده می‌شود . به همین علت به این هولوگرام‌ها، هولوگرام پالسی گفته می‌شود.

لیزر پالس با توان بالاتری از لیزر‌های پیوسته و در زمان میلی ثانیه نوردهی می‌کند. مزیت لیزر پالس، زمان نوردهی سریع است که از به وجود آمدن جزئی‌ترین حرکت( که باعث خرابی هولوگرام می‌شود) جلوگیری می‌کند.

در این نوع می‌توان از هولوگرام‌ سه بعدی، دو بعدی و دات‌ماتریکس استفاده کرد. با نوردهی در زاویه‌های متفاوت و پشت سر هم به این هولوگرام‌ها می‌توان هولوگرام‌های جنبشی ایجاد کرد. هولوگرام‌های دات‌ماتریکس جنبشی به دلیل فاصله کم زاویه‌های نوردهی، به مراتب حرکتی نرم‌تر از هولوگرام‌های جنبشی دو بعدی و سه بعدی دارند. زمانی که هولوگرام دات ماتریکس با سه بعدی / دو بعدی ترکیب می‌شود، برچسب در بهترین حالت درخشندگی و متغیرترین حالت جنبشی قرار می‌گیرد.

Daqri یک شروع مجدد از روش چاپ هولوگرافی های سه بعدی که قابلیت انتقال صنعت تکنولوژی را دارد، گسترش داد. به کار گیری نور گزینه های متعددی برای محققان در صنعت آرگون و ماورای آن را دارد. داگری یک آغاز پیشتاز متشکل از گروه های تحقیقاتی متعددد است که در میان ابداعات تکنولوژی بر ویژگی های انسان دوستانه تاکید خاصی داشته است.

این شرکت که با حمایت دولت بریتانیا و سانفرانسیسکو پایه ریزی شده است در آغاز ابزاری همانند کلاه ها و لنزهای هوشمند در داشبرد ماشین را طراحی کرده است. چاپگرهای جدید هولوگرافی های سه بعدی نشأت گرفته از اثر قبلی هولوگرام است. تیم داگری با مطالعه ی نرم افزار تشریح نور موفق به یافتن سرعت نور و در نتیجه قابلیت تولید تصاویر هولوگرافی پیچیده و با سرعت بالاتری شدند.

با تمامی این توضیات هیجان انگیز هولوگرام ها واقعا ملموس هستند به طوری که می توانیم حسشان کنیم. اما دقیقا چه چیزی باعث می شود معجزه ی علم در زمینه نور در زندگی روزمره ما به تصاویر درخشان تبدیل شود؟ خب به نظر می رسد که یویچی اوچیای محقق اصلی تیم آن را مانند پوست کاغذ احساس کند. بنابراین هنوز کارهایی است که باید صورت بگیرد اما دانش امروزی این امر را آسان می کند.