Летом 2017 года специалисты Греческого института голографии (HIH) были допущены в ГОХРАН для того, что бы сделать цветные голографические копии драгоценностей, которые никогда не покидали стен хранилищ. После завершения работы была устроена яркая презентация «Оптоклонов» руководству РФ. Была дана высокая оценка работы греческих специалистов.
Идея применения цветных голограмм Денисюка в музейном деле:
1. Архивное хранение голограмм наиболее ценных музейных объектов.
2. Демонстрация голограмм, когда оригиналы отсутствуют или они слишком хрупкие и ветхие для публичной демонстрации.
3. Запись голограмм археологических объектов прямо на месте их находки.
4. Запись голограмм объектов до и после их реставрации для проведения сравнительного анализа, а также наблюдения изменений, происходящих с объектом, с течением времени с высокой точностью.
5. Обмен голограммами объектов между музеями.
6. Обеспечение других музеев, коллекционеров и любителей искусства голограммами, которые не отличимы от оригинала.
7. Создание тематических коллекций голограмм объектов, которые находятся в разных странах мира.
8. Организация передвижных экспозиций музейных объектов.
9. Привлечение публики в музеи демонстрацией голограмм наиболее известных и ценных объектов.
10. Изготовление подарков и сувениров с использованием цветных голограмм музейных объектов.
Сегодня приобретает популярность использования изобразительных цветных голограмм в музейных технологиях. Голограмма представляет собой оптическую копию реального объекта и может быть использована в качестве выставочного дублера бесценного исторического артефакта. Альтернативы голографическому качеству трехмерных изображений сегодня не существует благодаря огромной широте используемых фотоматериалов.
· Для голограмм Лейта максимальная частота дифракционной картины - 600 нм. Для линейной передачи цветов требуется разрешение не менее 4500 лин/мм. Этим требованиям удовлетворяет отечественный фотоматериал ПФГ – 03 Ц с чувствительностью 1 мДж/см2 или французский Ultimate – 08 с чувствительностью 0,1 мДж/см2.
· Цвета восстановленного изображения с голограммы Лейта не зависят от усадки эмульсии, а только от длины волн блока RGB лазеров.
· Корейские авторы Ji Hye Oh и Su Ji Yang в своем исследовании «Excellent color rendering indexes of multipackage white LEDs» [6] показали, что при использовании узкополосных лазерных источников, можно создать освещение, близкое по восприятию к солнечному, благодаря особенностям работы зрительных рецепторов глаза человека[12].
Заслуги Виктора Григорьевича Комара в области создания голографического кинематографа.
Виктору Григорьевичу Комару и коллективу талантливых сотрудников его лаборатории удалось разработать технологию голографической кинопроекции на трехцветный голографический экран для большого числа зрителей. Но даже сегодня при наличии полного комплекса принципиально решенных технических задач голографический кинематограф потребует грандиозного строительства совершенно новой технической базы кинопроизводства, обучения художников–новаторов, которые смогли бы работать с лазерной техникой, в виртуальных декорациях с живыми актерами, да еще в четырех измерениях сразу!
Однако, часть этих разработок при современном развитии техники можно с успехом и относительно небольшими затратами воплотить в реальном коммерческом проекте – «Проекция цветных голограмм музейных реликвий, записанных по схеме Лейта».
Существует проект Виктора Григорьевича Комара «Голографический проектор отражательных голограмм», результатом которого стал макетный образец этого комплекса, состоящего из самого проектора и голографического экрана на 6 зрительских мест.
Однако, сам Виктор Григорьевич неоднократно сетовал, что на цветопередачу отражательных голограмм, записанных по методу Юрия Денисюка оказывает большое влияние изменение атмосферной влажности и окружающей температуры, отмечая при этом, что голограммы Лейта лишены этого недостатка и могут представлять собой эталонные по цвету изображения, зависящие только от длины восстанавливающей волны лазерного излучения.
На основании планируемых НИОКР можно построить камерный демонстрационный зал, рассчитанный на 10 – 16 зрителей, где перед каждым зрителем появляются цветные трехмерные изображения на расстоянии вытянутой руки. Короткий сеанс с качественным звуковым сопровождением может стать увлекательной экскурсией по сокровищницам лучших музеев мира. Такие аттракционы могут проходить в любом месте и демонстрировать объекты, которые никогда не покидали стен своих хранилищ.
Виктором Григорьевичем Комаром была разработана съемочная и проекционная аппаратура, способная записывать голографический цветной фильм.
Процесс записи голографического слайда с использованием сверхсветосильного объектива диаметром 300 мм имеет преимущество перед записью отражательной голограммы по схеме Денисюка:
· в этом случае требования к виброизоляции гораздо меньше;
· слайд, записанный по схеме Лейта, легко тиражируется без изменения цветопередачи оригинала;
· цветопередача не изменяется в зависимости от влажности, периода хранения и окружающей температуры;
· Для записи используются на порядок более чувствительные фотоматериалы, нежели при регистрации цветных отражательных голограмм;
· баланс цвета может регулироваться во время проекции.
Однако, работы, проделанные в лаборатории НИКФИ по созданию технологии проекции голографического изображения не были завершены и имели некоторые просчеты в схемах голографической проекции. В настоящее время можно было бы продолжить исследования, начатые В.Г. Комаром для реализации рабочего демонстрационного проекта.
Схема голографической проекции без искажения воспроизведенного с голограммы пространства.
Выше приведенная схема воспроизводит восстановленное с голограммы (РР) изображение (1.2.3.4) без искажений.
Для построения неискаженного пространства в голографическом кинематографе следует использовать двойное Фурье преобразование действительного изображения, восстановленного сверх светосильным объективом с помощью пары фокусирующих столь же светосильных оптических элементов (3) и (4).
Записывать и воспроизводить аналоговые голограммы с помощью когерентного света лазеров возможно только небольшие сцены. Однако, этот процесс практически невозможен для монументальных сцен в экстерьере при солнечном освещении. В этом случае можно использовать метод синтеза трехмерного изображения из двумерных ракурсов.
Синтез цветоделенных Фурье компонент мультиплексной полноцветной голограммы.
Когерентный свет лазера расширяется цилиндрической линзой (1) и освещает вертикальную полоску диффузора (2), изображенную на (рис. 1). Рассеянный диффузором (2) когерентный свет проходит через коллимационный объектив (3) f = 24 мм; 1:0,7, формируя волновой фронт, освещающий пространственный модулятор (4) размером 24х36 мм. Модулированный TTF матрицей свет, проходя через объектив (5) f = 24 мм; 1:0,7, формирует в плоскости фоточувствительной пластинки (7) узкую полоску Фурье спектра, регистрируемого с помощью опорного плоского фронта (R) каждого ракурса. Запись последовательного ряда Фурье образов параллаксограммы происходит последовательно в виде полосок размером 0,5х100 мм. Таким образом, размер носителя изображения каждого ракурса составляет 50 мм2. Этого достаточно для получения высокого разрешения восстанавливаемого вторым обратным Фурье преобразованием изображения с помощью сверхсветосильного (f = 150 мм; 1:0,7) объектива (Л4).
Благодаря главным свойствам Фурье голограммы, положение плоского восстановленного изображения, зависит только от взаимной ориентации восстанавливающего пучка и положения оси объектива, используемого в процессе обратного Фурье преобразования. Другими словами, положение восстановленной картинки не зависит от перемещений пропускающей мастер-голограммы (ФПМ) в собственной плоскости. Это свойство является основой качественного синтеза отражательной стереограммы с трех (RGB) пропускающих транспарантов размером 100х100 мм с высокоточным автоматическим совмещением всех цветоделенных компонент.
Размер отражательных полноцветных синтезированных голографических стереограмм при использовании объектива (Л4 f=150 мм; 1:0,7) составит не более 130х180 мм.
(См. Рис. 2). Синтез цветоделенной отражательной компоненты происходит при одновременном восстановлении Фурье образов, записанных на носителе (ФПМ), с помощью коллимированного пучка (9) с углом падения (Ԑ), равного углу падения опорного пучка (R) при записи отражательной копии на носитель отражательной копии (ФПК).
Оптический блок записи мультиплексных голограмм.
Амплитудный модулятор (3), расположенный в задней плоскости фокуса светосильного объектива (4), освещается рассеянным светом голографического оптического элемента (2). Объектив (4) формирует Фурье – спектр транспаранта (3) в передней фокальной плоскости. Голографическая запись Фурье – спектра осуществляется через апертуру щелевой диафрагмы (5) шириной 1 мм. и высотой 60 мм. на фоточувствительной пластинке (6) коллимированным опорным пучком (9). Весь последовательный ряд спектров двумерных ракурсов записывается на фотопластинке (6) через щелевую апертуру диафрагмы, которая перемещается вдоль горизонтальной оси фотопластинки с шагом 0,5 мм. Площадь голографического ракурса 50 мм^2 в двухступенчатом методе гораздо больше площади голопикселя 0,5х0,5 мм^2, традиционного одноступенчатого процесса, что обеспечивает большую широту яркостей и точность цветопередачи мультиплексной отражательной голограммы, полученной предлагаемым методом.
После записи всех ракурсов производится восстановление Фурье – спектров коллимированным пучком (9) и обратное их Фурье – преобразование светосильным объективом (7) в его передней фокальной плоскости (8). Используя встречный опорный пучок (10), можно записать отражательную голографическую параллаксограмму (8).
В случае цветной записи используем три цветоделенных спектра (R, G, B) и соответствующие длины когерентных волн. Последовательно записывая на одной фотопластинке (8) три цветоделенных компонента, получаем полноцветную голографическую параллаксограмму.
Преимущества предлагаемой схемы записи мультиплексного Фурье мастера заключаются в том, что мы выигрываем в эффективности использования энергии лазерного излучения, сокращая тем самым, экспозицию при записи спектра каждого ракурса.
Второе преимущество заключается в том, что синхронизация цветоделенных компонент будет осуществляться автоматически, поскольку положение восстановленного изображения элементов стереограммы будет зависеть только от фокусного расстояния объектива, положения его оси и угла падения восстанавливающего плоского волнового фронта.
Метод позволяет создавать цветные голограммы и с вертикальным параллаксом. Главное достоинство метода – отсутствие «пикселизации» конечного изображения отражательной мультиплексной полноцветной голограммы.
Описание схемы двухступенчатого синтеза цветной голографической стереограммы.
Когерентный свет лазера расширяется цилиндрической линзой (1) и освещает вертикальную полоску диффузора (2). Рассеянный диффузором (2) когерентный свет проходит через коллимационную линзу (3), формируя волновой фронт, освещающий пространственный модулятор (4) размером 24х36 мм. Модулированный TTF матрицей свет, проходя через сверхсветосильный (f 24 мм. А 1: 0,7) объектив (5), формирует в плоскости фоточувствительной пластинки узкую полоску Фурье образа регистрируемого с помощью референтного плоского фронта (R) ракурса. Запись ряда Фурье образов параллаксограммы происходит последовательно в виде полосок размером 0,5х100 мм. Таким образом, размер носителя изображения каждого ракурса составляет 50 мм2. Этого достаточно для высокого разрешения, восстанавливаемого вторым объективом обратного Фурье преобразования (f 150 мм. А 1:0,7) (7). Синтез цветоделенной отражательной голограммы происходит при одновременном восстановлении Фурье образов с помощью колимированного пучка (R_) с углом падения, равного углу падения опорного пучка при записи каждого отдельного ракурса на носитель (6).
Благодаря главным свойствам Фурье голограммы, положение плоского восстановленного изображения, зависит только от взаимной ориентации восстанавливающего пучка и оси объектива, используемого в процессе обратного Фурье преобразования. Другими словами, положение восстановленной картинки не зависит от перемещений пропускающей мастер – голограммы (6) в собственной плоскости. Это свойство является основой качественного последовательного цветоделенного синтеза отражательной стереограммы с трех (RGB) пропускающих транспарантов размером 60х100 мм благодаря высокоточному автоматическому совмещению цветоделенных ракурсов.
Размер отражательных полноцветных голографических стереограмм в этом случае будет не более 150х150 мм. При массовом тираже голографические цветные 3D стереограммы могут стать доступным и популярным голографическим товаром.
Список литературы:
1. Акилов А.А., Шевцов М.К. Голография для любознательных: Книга для научных сотрудников школьного возраста. 2017. 206 с., Ridero.
2. Андреева О.В. Прикладная голография. Учебное пособие. – СПб: СПбГУИТМО, 2008. – 184 с
3. Комар В.Г., Серов О.Б. Изобразительная голография и голографический кинематограф, – М.: Искусство, 1987.
4. Майкл Унион. Знакомство с голографией. Пер. с англ. А. Н. Кондрашовой/ Под ред. и с предисл. А. И. Ларкина. – М.: Мир, 1980.
5. Оптическая голография, под ред. Г. Колфилда, пер. с англ., т. 1-2, M., 1982; Баклицкий В. К., Юрьев A. H.,
6. Color Appearance Models Second Edition M. D. Fairchild © 2005 John Wiley & Sons Ltd, ISBN: 0-470-01216-1 (HB)
7. H.I. Bjelkhagen: Silver Halide Recording Materials for Holography and Their Processing, Springer Series in Optical Sciences, Vol. 66 (Springer-Verlag, Heidelberg, New York 1993).
8. W. Davis and Y. Ohno, “Color quality scale,” Opt. Eng. 49(3), 033602 (2010).
9. Ji Hye Oh1, Su Ji Yang1, Yeon-Goog Sung, Excellent color rendering indexes of multipackage white LEDs, 2012 OSA 27 August 2012 / Vol. 20, No. 18 / OPTICS EXPRESS;
10. J. H. Oh, J. R. Oh, H. K. Park, Y.-G. Sung, and Y. R. Do, “New paradigm of multi-chip white LEDs: combination of an InGaN blue LED and full down-converted phosphor-converted LEDs,” Opt. Express 19 (S3 Suppl 3), A270–A279 (2011).
11. Yu.N. Denisyuk, I.R. Protas: Improved Lippmann photographic plates for recording stationary light waves. Opt. Spectrosc. (USSR) 14, 381-383 (1963).
E Wesly 2013 J. Phys.: Conf. Ser. 415 012032
