Голографическое тв. Голографические телевизоры совсем скоро. Синхронизированные камеры и компьютеры

Разработка технологий голографического изображения объектов ведется по нескольким направлениям.

1. Синхронизированные камеры и компьютеры

1. 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.

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.

1. 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.

Понятен всеобщий интерес к возможности осуществления объемного голографического телевидения. Такое телевидение максимально приблизит искусство и технику телевизионного

воспроизведения к реальным условиям и позволит создать почти стопроцентный эффект присутствия.

Хотя первое объемное телевизионное изображение, полученное на ином принципе, было продемонстрировано Шмаковым 17 лет назад , дальнейшие перспективы трехмерного телевидения связываются именно с голографией. Разработка таких систем интенсивно обсуждается и, по-видимому, прогрессирует. Так, есть сообщения, что уже в 1967 г. будет показан макет коммерческой голографической системы, передающей трехмерные изображения и требующей полосу не более .

Впервые идея голографического телевидения была, по-видимому, высказана Роджерсом в его патенте от 1958 г. - еще до изобретения лазера. Наиболее подробное обсуждение требований к голографической системе трехмерного телевидения приведено в работе . Показано, что такая система потребует полосу около 10" гц (при разрешении телеэкрана 700 линия! что на четыре порядка превышает полосу современного телеканала. Поэтому передача трехмерных изображений по обычному телеканалу возможна в настоящее время лишь для простых объектов или в режиме медленного сканирования.

Если изготовить крупноструктурные голограммы, выбирая малый угол между предметными опорным пучками, то их можно будет сразу же передавать по телевидению. Первую успешную телетрансляцию таких голограмм уже удалось провести. Однако этот метод пригоден лишь для малых двумерных предметов типа транспаранта. По сравнению с обычной телетрансляцией он имеет лишь те преимущества, что информация об изображении передается в закодированном виде и что такая передача отличается высокой помехоустойчивостью. Даже потеряв до 90% информации (например, 9 из 10 мин связь не работала из-за помех), можно восстановить различные контуры всего исходного изображения.

Другой возможный путь - телевидение в СВЧ-диапазоне . В качестве СВЧ-голограммы можно использовать многоэлементные антенные решетки. Количество информации, содержащейся в голограмме, которая получена в миллиметровом диапазоне, не слишком велико может быть передано обычными средствами. Наблюдение на приемном конце телеканала предполагается осуществить путем облучения лазером уменьшенной голограммы. Однако такие голограммы очень малы и не дают заметного параллакса. Если склеить набор таких голограмм, предмет

будет виден таким, как будто его наблюдают через множество маленьких отверстий в экране.

Дальнейшее наступление на голографическое телевидение, очевидно, пойдет с нескольких сторон. Во-первых, совершенствование телевизионной техники позволит повысить скорость передачи и качество трехмерности голографических изображений. Далее, развитие лазерной техники обеспечит создание сверхширокоиолосных оптических линий связи, а также соответствующих систем модуляции и сканирования световых пучков. По-видимому, использование лазерного луча является единственным путем передачи колоссального объема информации, заключенной в голограмме.

Третье направление связано с разработкой динамических приемников изображения и более быстродействующих экранов с повышенной разрешающей способностью. Сегодня особенно нерсиективными кажутся фотохромные материалы и термопластики. У первых разрешение находится на молекулярном уровне, но нока мала чувствительность. Вторые отличаются быстродействием - уже сейчас изготовление голограммы занимает несколько секунд, и это время может быть снижено до долей секунды.

Кроме того, голографическое телевидение должно изыскать средства экономии полосы пропускания. Например, можно без значительного ущерба уменьшить иоле зрения в вертикальном направлении. Необходимо, кроме того, воспользоваться и тем, что последовательные изображения лишь слегка отличаются друг от друга. Создавая у края голограммы расходящийся опорный луч, можно значительно укрупнить наименьший элемент голограммы. Возможны также затемнение несущественных деталей изображения и другие оптические трюки. Наконец, не вся записанная на голограмме информация требуется для восстановления изображения, и нужно научиться управлять этим свойством избыточности.

При помощи новой технологии скоро появится реалистичное голографические телевидение.

Новую технику голографии, способную запечатлеть объект в естественных цветах, разработали физики из Японии.

Мало того, трёхмерные объекты можно будет увидеть даже в обычном дневном белом свете. Создание полноцветной голограммы основано на использовании плазмонов - квазичастиц, которые представляют собой коллективные колебания свободного электронного газа. С помощью этого метода и стало возможно создание голографических мониторов - подобных тем, что использовали герои «Звездных войн», да еще и полноцветных.

Напомним, что созданием голограмм физики занимаются с 60-х годов прошлого века. В основе записи голограммы лежит процесс интерференции двух световых волн с похожей частотой. Тогда в определенной области пространства складывают две волны. Одна из них идет непосредственно от источника (опорная волна), а другая отражается от объекта записи (объектная волна). Если в этой самой интерференционной области поместить, например, фотопластинку, то на ней возникает сложная картина полос потемнения, которые соответствуют распределению электромагнитной энергии в этой области пространства. После же данную пластинку нужно осветить волной, близкой к опорной. При этом пластинка преобразует ее в волну, близкую к объектной. Таким образом, мы будем видеть такой же свет, какой отражался бы от объекта записи. То есть объемную картинку.

В современных условиях при создании для записи изображений на тонкую пленку из серебра используются два лазера. Они воздействуют на пластинку с обеих сторон. Неудивительно, что при такой технологии запечатленная в объеме картинка всегда будет того же цвета, что и отражающий лазер. И она всегда синяя или зеленая. Самые известные примеры: защитные голограммы на банковских картах и денежных купюрах.

Сегодня японские ученые из Лаборатории нанофотоники Института физико-химических исследований RIKEN пошли другим путем. Как и в случае с обычными голограммами, физики записывали интерференционную картину при помощи лазеров. Чтобы скопировать нужные цвета объекта, учёные осветили его лазерами трёх цветов: красным, синим и зелёным. Затем изображение записали на фоточувствительную пластину, покрытую тонким слоем металла.

Воссоздавали трёхмерное изображение объекта при помощи обычного дневного света. Он возбуждал свободные электроны в металле, их движение и колебания порождало квазичастицы, называемые поверхностными плазмонами (surfaceplasmon). Плазмоны изменяли световые лучи таким образом, что они, возвращаясь в глаз наблюдателя, создавали реалистичное изображение объекта, сложенное из зелёного, красного и синего излучения, в широком диапазоне углов обзора.

Несмотря на более сложную структуру, эта пленка является достаточно тонкой. Устроена она следующим образом: средний 55-нанометровый слой серебра накрыт с одной стороны тонкой светочувствительной пленкой, а с другой - слоем диоксида кремния. Общая толщина всей конструкции не превышает нескольких сот нанометров.

Ученые обещают, что при помощи данной технологии скоро появятся реалистичное голографические телевидение и фильмы.

Между прочим, главный герой книг Анастасии Новых, Сэнсэй, говорил об этом еще двадцать лет назад (читайте цитату из книги ниже):

Читайте об этом подробнее в книгах Анастасии Новых

Но это ещё далеко не предел того, чего можно достичь при помощи нанотехнологий, естественно при разумном их использовании.

А чего ещё можно достичь? - тут же поинтересовался Андрей.

Ну, к примеру, при помощи наноустройств можно будет иметь при себе в миниатюрном виде информацию практически всех библиотек мира и пользоваться ею. Можно без проблем преодолеть языковые барьеры. При обучении качественно изменить способы подачи информации, чтобы человек не зубрил какие-то знания, а именно с интересом познавал. Для моментального людского общения можно поставить на «службу» виртуальную реальность.

О, а как это? - изумился Руслан.

Ну как, захотелось тебе, к примеру, посмотреть футбол вместе с Женей, дабы послушать его комментарии. Для этого тебе будет достаточно просто обменяться с ним сигналами. И ты, и Женя, не выходя из своих домов, при помощи виртуальной реальности будете одновременно находиться друг с другом, а точнее с виртуальной копией друга. Причём смотреть не просто футбол по «допотопному ящику», а присутствовать в трёхмерном изображении, быть реальными зрителями на футбольном поле. У вас будут задействованы не просто зрение, но и все остальные органы чувств, то есть вы будете слышать все звуки, ощущать запахи и так далее.

Ух ты, здорово! - восхищённо промолвил Руслан.

С этими технологиями можно, конечно, сделать прорыв в кибернетике, навести порядок в экологии, ликвидировать то же загрязнение воздуха, воды, почвы. Преодолеть ту же космическую радиацию, сотворить такой композиционный материал для космических кораблей, который не просто будет защищать людей внутри корабля от радиации, но и будет обладать уникальными свойствами, будучи легче пуха, прочнее стали и твёрже алмаза. Простой пример, чтобы вы поняли, что это такое. Если из данного материала изготовить набойку на вашу обувь, толщиной всего в один микрон, то вы за всю вашу жизнь не только её не износите, но даже не сможете поцарапать...

То есть людям будут даны те же знания, что и прошлой цивилизации. Но…

- Анастасия НОВЫХ Сэнсэй IV

Оказывается что голографические телевизоры совсем не фантастика а завтрашняя реальность. Ну ладно не завтра то послезавтра… :)

Уже есть предпосылки что можно будет приобрести голографические телевизоры по той же цене, за которую мы сегодня покупаем привычные двухмерные экраны… ну не дороже 3D и 4К.

Это чудо станет возможным благодаря новым разработкам специалистов из Массачусетского института технологий.

И так… что же они разработали?

Ни мало и не много а конкретно микросхему, которая может поддерживать отображение более 50 гигапикселей в секунду и создавать совершенно реалистичные изображения, изгибая проецируемый световой луч в бесконечном количестве направлений.

А это в конечном итоге, делает ненужным использование 3D-очков.

Оказывается что сама технология простая и недорогая в производстве и никогда прежде не использовалась в дисплеях… устройства будет стоить всего «несколько десятков долларов».

Микросхему можно будет использовать в производстве широкого спектра устройств.

Начиная от видео-игр и заканчивая высокоточной роботизированной медтехникой, которая применяется для проведения сложных операций.

Уже известно, что наработками Массачусетского института всерьез интересуются такие гиганты, как LG Electronics и Samsung Electronics.

У них доходы от продаж телевизоров в 2014 году составили 47,3 миллиарда американских долларов, а к 2016 году возрастут на 26% и достигнут отметки в 59,7 миллиарда, уверены в NPD.

Создание микросхемы стало результатом более чем двадцати лет напряженной работы сотрудников Массачусетского института технологий.

В частности, наработки используется в игровой консоли Xbox от Microsoft, для создания голографической системы на базе микросхемы.

Ученые особо подчеркивают, что новый голопроектор уже практически готов для внедрения в промышленное производство, так как собирается они из уже доступных на рынке компонентов.

Таким образом, цветные голографические телевизоры могут появиться в свободной продаже уже скоро.