Все вы помните принцессу Лею, появлявшуюся в виде плавающего изображения в ранних эпизодах "Звездных войн"? Где-то в 80-х годах прошлого века широкой аудитории было представлено слово "голограмма".
В течение многих лет казалось, что голограммы навсегда останутся в уголке научной фантастики. Однако совсем недавно ситуация начала меняться благодаря достижениям в области оптических технологий.
Что такое технология голограмм?
В реальной жизни голограммы - это виртуальные трехмерные изображения, созданные путем интерференции световых лучей, отражающих реальные физические объекты. Голограммы сохраняют глубину, геометрию и другие свойства оригинального объекта. Они отлично подходят для представления сложных технических конструкций, а также для демонстрации визуально привлекательных продуктов.
Говоря простыми словами, голограммы - это трехмерные изображения, создаваемые интерферирующими пучками света, которые отражают реальные физические объекты.
Существует два способа создания голограмм: компьютерный - с помощью очков дополненной реальности, и физический - с помощью оптических дисплеев.
Создание голограммы с помощью очков дополненной реальности
Наиболее распространенным и узнаваемым примером голограммы является Microsoft HoloLens. В 2015 году Microsoft стала первой компанией, представившей голографические очки HoloLens. Технология, которую представил технологический гигант, сегодня широко используется для создания дополненной реальности.
Для создания голограмм для HoloLens создатели контента используют программное обеспечение HoloStudio. Пользователи могут импортировать модели из других сервисов или самостоятельно создавать 3D-объекты с помощью приложения. Одним словом, с помощью HoloLens можно создавать сложные виртуальные объекты. В свою очередь, эти объекты накладываются на изображение окружающего мира с помощью очков виртуальной реальности.
Создание голограммы с помощью оптических дисплеев
В 1947 году Деннис Габор - венгерско-британский физик - разработал современную теорию голограмм, работая на электронном микроскопе. Однако оптическая голография не продвинулась вперед до появления лазера в 1960 году. Лазер излучает мощную вспышку света, которая длится всего несколько наносекунд.
Первая лазерная голограмма человека была создана в 1967 году, что открыло путь для других многочисленных применений голографической технологии.
Итак, как работают голограммы?
Голография - это уникальный метод фотографии, при котором трехмерные объекты записываются с помощью лазера, а затем восстанавливаются как можно точнее, чтобы соответствовать первоначально записанному объекту. При освещении лазером голограммы способны формировать точный 3D клон объекта и дублировать его особенности.
Для создания точной визуализации голограммы в определенной точке пространства необходимо согласовать движение двух световых волн - опорной волны и волны объекта. Обе они формируются путем разделения лазерного луча.
Опорная волна создается непосредственно источником света, а объектная волна отражается от регистрируемого объекта. Существует также фотопластинка, на которой "отпечатываются" темные полосы в зависимости от распределения электромагнитной энергии (интерференции) в данном месте.
Использование голограмм
1. Телекоммуникации
В 2017 году компании Verizon (США) и Korea Telecom (Южная Корея) совершили первый голографический звонок с использованием технологии 5G. Чтобы сделать звонок возможным, были сформированы две голограммы. Обе полностью способны передавать эмоции и жесты пользователя.
2. Образование
В 2015 году нобелевский лауреат и профессор физики Стэнфордского университета Карл Виман выступил в Наньянгском технологическом университете (Сингапур), физически оставаясь в США.
В 2013 году Лондонский университет Святого Георгия представил голограммы, способные отображать работающие органы человеческого тела. На презентации были продемонстрированы трехмерные изображения почек длиной четыре метра, черепа и других частей тела.
3. Пространственная навигация
В 2017 году ученые из Мюнхенского технологического университета разработали метод получения трехмерных голограмм с помощью Wi-Fi роутера. Описанный в исследовании метод позволяет создавать копии помещений путем отображения объектов вокруг них. Эта технология может быть использована для поиска и спасения жертв, оказавшихся в ловушке под лавиной или внутри обрушившихся зданий.
4. Маркетинг и прямые продажи
Голограммы продуктов - это новая маркетинговая уловка для привлечения внимания покупателей. С помощью голограммы можно увеличить 3D-копию товара и сделать ее видимой со всех сторон. Это удобно для покупателей, которые хотят увидеть желаемую покупку во всех деталях.
5. Музыкальные шоу
Голограмма лица Эрика Прайдза выступила в качестве закрытия его шоу EPIC 5.0 в Лондоне в 2017 году. Выступление популярного французского диджея сопровождалось впечатляющим лазерным шоу. В конце вечера более 300 лазеров сформировали объемную голограмму головы диджея. С тех пор выступления диджея всегда сопровождались использованием голограмм для создания уникальной атмосферы.
6. Возвращение исторических личностей
В 2012 году студия Digital Domain, специализирующаяся на VFX для старения голливудских звезд в кино, вернула к жизни Тупака Шакура в виде исключительной 3D-голограммы. Используя актера и двойника тела, они создали анимацию для реалистичного цифрового аватара Тупака. В 2014 году Тупак появился на фестивале Coachella в своей цифровой человеческой форме.
На самом деле создание 3D-моделей, анимация движений и синтез подлинных голосов - непростая задача.
Будущее голографической технологии
Будущее голографии лежит на пересечении ИИ, технологии цифрового человека и клонирования голоса. Постоянное увеличение вычислительных мощностей во всем мире позволит создавать цифровые модели людей, которые будут визуализироваться с постоянно ускоряющейся скоростью, что сделает их все более сложными для отличия от реальных людей.
В свою очередь, эволюция голографических технологий приведет к их все большей доступности и портативности. Представьте себе, что однажды голографический контент станет таким же доступным, как и потоковый: голографическое кино, голографический театр, музыкальные шоу.
Дополненная реальность больше не будет требовать ношения специальных очков, а будет непосредственно интегрирована в ландшафтные объекты. Мы уже знаем, как работают голографические пешеходные переходы и голографическая реклама. Но мы можем только представить, как изменятся наши города и жизнь в них по мере дальнейшего ускорения темпов развития технологий.
