Сделай Сам Свою Работу на 5

Голографическое телевидение





Методы голографии находят все большее развитие и применение, в том числе в кино и телевидении. Ведь если есть статическое объемное изображение, то почему не создать динамическое - голографическое кино? Такое кино дает не иллюзию объемности, а саму объемность и, соответственно, яркий эффект присутствия зрителя в киносцене.

   

Разработка технологий голографического изображения объектов ведется по нескольким направлениям.

Синхронизированные камеры и компьютеры

Продемонстрировал всему миру канал СNN в ноябре 2008 г. Его ведущий Андерсон Купер провел интервью в режиме реального времени с голограммой знаменитого исполнителя Уильяма Джеймса Адамса, находящегося в совсем другом месте. Человека, проецируемого в студию CNN, одновременно снимали 35 камер высокого разрешения. Камеры совместным потоком передавали сложную картинку в студию, будучи, в свою очередь, синхронизированными со студийными камерами, чтобы не произошло никаких накладок. Кроме того, для большей надежности применялось и инфракрасное сканирование. И после всего этого общую картинку в режиме реального времени обрабатывали сразу 12 компьютеров. А 4 ноября 2008 г. в студии телеканала CNN зрителям о ходе голосования на президентских выборах в США рассказывали в прямом эфире цифровые голограммы ведущих.    

 



Трехмерные голографические экраны

Автор новой работы - Насер Пейхамбариан, профессор из Аризонского университета.
Основа устройства – новый полимерный материал, который может записывать трёхмерную графическую информацию, стирать ее и выводить на экран новый объёмный кадр в считанные минуты. Несмотря на то, что внедрение новой технологии в использование подразумевает ряд технических сложностей, ученые уверены, что им удастся усовершенствовать свое изобретение и добиться обновления голографической информации со скоростью около 30 кадров в минуту.

Сейчас голографический дисплей, разработанный аризонскими специалистами, представляет из себя пленку толщиной менее миллиметра и площадью около 10 квадратных сантиметров. Трехмерное голографическое изображение может быть построено на таком экране менее чем за 3 минуты. Чтобы добиться такой эффективности ученые поместили фотополимер между двумя стеклянными пластинами, к которым приложили разность потенциалов в 9 тысяч вольт.    

Пейхамбариан уверен, что в течение нескольких лет ему удастся довести скорость обновления графической информации на экране до уровня, достаточного для создания полноценного видеомонитора.
Данное голографическое устройство может быть использовано в медицинских целях, а также наверняка заинтересует военных.



Фазированная антенная решетка

Специалисты Массачусетского технологического института впервые смогли создать оптическую фазированную антенную решетку (ФАР). Помимо всего прочего, она позволит создавать голографические телевизоры, в которых объект можно будет рассматривать со всех сторон.

Управлять лучом света можно двумя способами: с помощью механических приводов, поворачивающих лампочку, а также варьируя фазу света. В последнем случае интерференция света от двух излучателей позволяет создавать направленный световой луч. Говоря проще, световые лучи излучателей гасят другу друга в одних направлениях и усиливают в других, в результате чего формируется направленный луч. Принцип ФАР хорошо известен и используется в радиолокационных станциях, но специалистам MIT впервые удалось сделать аналогичную крупную оптическую антенну. Это настоящая революция в оптике.

Оптическая ФАР MIT (Массачусетский технологический институт) состоит из массива 4096 излучателей, которые размещены на одном кристалле кремния (576×576 мкм). Излучатели проецируют изображение логотипа MIT. При этом свет излучают все 4096 источника света, но благодаря изменению направления лучей на несколько миллиметров, получается не ровное световое пятно, а логотип. Также ученые продемонстрировали и второй образец ФАР – с 64 излучателями. Данный чип отличается возможностью менять фазу и может создавать движущееся изображение.



Новая технология может найти применение в самой широкой сфере: от более дешевых и эффективных дальномеров, до медицинских устройств и голографических телевизоров. Кремниевые чипы с оптическими ФАР можно производить в промышленных масштабах, единственный недостаток технологии - это наличие большого количества управляющих проводов (по числу излучателей). Для больших ФАР это может стать проблемой, правда разработчики заявляют, что она решаема.

5.3 Помощь пожарным в идентификации объектов при задымлении Ученые итальянского Государственного института оптики разработали систему трехмерной голографии, которая поможет пожарным идентифицировать объекты в условиях мощного задымления. Одна из наиболее серьезных проблем, с которыми пожарные сталкиваются во время спасательных операций, это распознавание сквозь толстую завесу дыма и стену пламени движущихся людей. Пожарные, используя современные цифровые технологии, могут видеть сквозь дым людей. Однако из-за мощного излучения, исходящего от огня, такие инструменты ограничены в использовании. За счет использования специализированных объективов, исследователи создали систему, которая способна справиться с излучением от пламени. В новой созданной системе визуализации, луч инфракрасного лазерного излучения рассредоточен по всей комнате. В отличие от видимого света, который не может проникнуть сквозь густой дым и пламя, инфракрасные лучи проходят беспрепятственно. Инфракрасный луч, попадая на предмет, отражается от него и передает информацию, которая записывается на устройство формирования голографического изображения. Затем он декодируется, чтобы показать объекты за дымом и пламенем. И в результате получается 3-D объект. Следующим шагом в продвижении этой технологии является создание портативного штатива, который соберет воедино источник лазерного и инфракрасного излучения. Кроме того, команда разработчиков исследует возможности использования данной технологии в области медицинской диагностики для исследования и контроля больших аэрокосмических конструкций. Кроме использования разработки в спасательных операциях, существует потенциал ее применения для изучения и мониторинга дыхания человека, его сердечной деятельности или измерения тела во время тренировок.  

Проект Virtual Soldier

Агентство перспективных разработок Министерства обороны США DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) с 2003 года работает над проектом "Виртуальный солдат" (Virtual Soldier), конечной целью которого является создание точной голографической модели человеческого тела. Персональные копии, учитывающие индивидуальные особенности анатомии и физиологии организма, которые получит каждый солдат, позволят поднять на качественно новый уровень систему диагностики и лечения боевых ранений, что, соответственно, должно повысить боеспособность войск. Голографическая модель (holomer) состоит из двух основных частей:

♦ "органно-тканевой" компонент должен адекватно и точно отображать

строение каждого из органов организма и их структурное взаимоотношение;

♦ "уровень свойств" содержит информацию о параметрах модели на серии иерархических уровней — генетическом, молекулярном, цитологическом, органном и на уровне целостного организма

Окончательный продукт, реализованный в 3D, должен представлять полноценную целостную модель организма, причем доступную не только для

"рассмотрения и считывания показателей", но и для "моделирования повреждений любой из его структур".

Информация о персональной модели организма будет записана на специальном носителе, который, возможно, будет выполнен наподобие идентификационного солдатского жетона. Таким образом, военные медики, принимая раненого с поля боя, смогут тут же получить как бы исходную версию состояния организма, сравнивая с которой, текущее состояние пострадавшего можно будет судить об особенностях повреждения и корректировать хирургическое вмешательство. В качестве исходных данных при создании морфологической составляющей модели предлагается использовать магниторезонансную съемку, позитроно-эмиссионную томо-графию, рентген, УЗИ и другие методы исследования. В модель должны быть

включены алгоритмы прогнозирования, позволяющие моделировать будущие

изменения в организме.

Требования, предъявляемые к самому "голомеру", — максимальная реалистичность и "интуитивная понятность". Взаимодействие и манипуляции с моделью должны по возможности быть как можно ближе к реальным манипуляциям, применяемым к живому человеку. DARPA видит в "голомере" больше, чем просто статическую модель прошлого состояния организма. Ожидается, что Virtual Soldier будет автоматически обновляться по мере поступления новых биометрических данных. Кроме того, в систему должны быть включены алгоритмы прогнозирования, позволяющие моделировать будущие изменения в организме, дабы узнать, какими вы будете.

Следует отметить, что в DARPA использование "голомерных" моделей

организма видят не только для военных целей — со временем электронная

копия собственного организма может появиться у всех, без исключения,

жителей США.

Заключение

Итак, в ходе данной работы мы выяснили, что понятие «голография» появилось сравнительно недавно, в 50-х годах XX века, но за это время она достигла стремительных успехов.

Мы рассмотрели основные методы записи голограмм, свойства голографии и её принципы, а также выявили перспективы развития голографии, новые области её применения и новые технологии, базирующиеся на ней.

На данный момент число опубликованных работ по голографии исчисляется сотнями тысяч и непрерывно растет.

Голография стала популярной не только среди узкого круга спе­циалистов в данной области. Возможности голографии высоко оцени­ваются учеными и инженерами различного профиля и широкой научной общественностью.

В настоящее время голография продолжает активно развиваться, и с каждым годом в этой области появляются новые интересные решения.

Таким образом, нет сомнения, что в будущем голографии предстоит занять в жизни людей еще более значительное место.

Список источников

Литература

1. Нобелевские лекции по физике, Д. Габор,1971

2. «Знакомство с голографией», М. Уиньон ,1980

3. Клименко И.С. Голография сфокусированных изображений и спекл-интерферометрия. М., 1985

4. Федоров Б.Ф., Цибулькин Л.М. Голография. - М.: Радио и связь, 1989. - 144 с.

5. Радужные голограммы, В.П. Рябухо, 2003

6. Д. А. Владимиров, Оптимизация записи голограмм на аддитивно окрашенных кристаллах KCl // Оптика и спектроскопия.-2005

7. Оптика и лазеры, включая волоконную оптику и оптические волноводы, Янг М., Мир, 2005.

8. Научно-технический журнал «Радио», №10, статья «Шаги в будущее. Шаг 9: уход от реальности», Александр Голышко, 2008

9. The NLM Visible Human Project and the DARPA Virtual Soldier Programs, 48th HPC User Forum Meeting, September 19, 2012

Интернет – ресурсы

1. http://femto.com.ua/articles/part_1/0829.html, Энциклопедия Физики и Техники, статья «Голография», 2000

2. http://elementy.ru/news/430570, Новости науки: Реализована сверхминиатюрная и ультрабыстрая рентгеновская голография, 11.08.07, Игорь Иванов

3. http://www.nanonewsnet.ru/news/2007/femtosekundnaya-rentgenovskaya-golografiya, Сайт о нанотехнологиях #1 в России, статья «Фемтосекундная рентгеновская голография», 26.09.2007

4. http://www.hologr.com/innovations/2D-3D-hologr.php, 2D/3D-Голограммы, сайт специализированного предприятия «ГОЛОГРАФИЯ», 2008

5. http://www.from-ua.com/news/564f4da5b0c27.html, Консорциум «ЕДАПС» презентовал голографическое ноу-хау, Новости Украины, 25.11.2010

6. http://www.virtualsoldier.us/index.htm , The DARPA Virtual Soldier Project, 2011

7. http://www.holography.by/infocenter/news/2013/481/ , сайт ЗАО «Голографическая индустрия», С помощью инфракрасной цифровой 3D-голограммы пожарные смогут увидеть сквозь дым движущихся людей, 2013

8. http://www.mk.ru/science/technology/article/2013/01/15/798020-proryiv-v-optike-put-k-pervomu-golograficheskomu-televideniyu.html, Прорыв в оптике: путь к первому голографическому телевидению, Новостной портал Московский Комсомолец, 15.01.2013

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.