Nová holografie s nanoanténami  
Izraelští vývojáři z Univerzity v Tel Avivu přišli s pozoruhodnou technologií holografického zobrazování, která pomocí čipu s nanoanténami umožňuje zobrazit prakticky jakýkoliv objekt z libovolného směru, to vše ve vysokém rozlišení.


 

Zvětšit obrázek
Holografie loga Univerzity v Tel Avivu, s nanoanténami. Kredit: American Friends of Tel Aviv University.

Už od pradávna, tedy od šedesátých let, se návštěvníci kin moří s různými pomůckami, které jim mohou zajistit dojem sledování trojrozměrných scén. Výsledky jsou spíše rozpačité, cimrmanovské, a celovečerní 3D projekce nepatří k těm nejoblíbenějším. Teď se prý díky nové zajímavé technologii stanou 3D brýle minulostí.

 

Zvětšit obrázek
Yuval Yifat. Kredit: Tel Aviv University.


Doktorandi z Univerzity v Tel Avivu Yuval Yifat, Michal Eitan a Zeev Iluz totiž se svými kolegy vyvinuli vysoce účinnou metodu holografického zobrazení, která s pomocí nanoantén pracuje s parametry použitého světla a dosahuje s nimi dynamických a pěkně komplexních holografických snímků. Soudobé technologie holografického zobrazování obvykle vyžadují vykreslování většího počtu 2D obrázků a jejich uspořádání do podoby odpovídající trojrozměrnému zobrazení. Technologie Yifata, Eitana, Iluze a spol. ale poskytuje holografické zobrazení bez nutnosti vykreslovat další 2D snímky. Vývojáři mluví o zásadním technologickém průlomu a prý je už kontaktovaly komerční společnosti se zájmem o pěkně tučné uplatnění technologie v praxi.

 

Zvětšit obrázek
Yael Hanein (2011). Kredit: SINANO.


Podle Yifata je to všechno o hře s parametry světla, s jeho fází. S pomocí speciálních nanostruktur mohou dělat učiněné zázraky. Vývojáři nejprve déle než rok potili krev v laboratořích a pak si nechali patentovat malý kovový čip s nanoanténami, který při použití upraveného algoritmu pro holografické zobrazení zmapuje fáze světelného paprsku. Fáze světla přitom podle vedoucí výzkumné laboratoře a šéfky centra Center for Nanoscience and Nanotechnology Yael Hanein souvisí se vzdáleností, kterou světlo urazí od pozorovaného objektu.

Zvětšit obrázek
Hologram vakovlků se změnou barvy (rainbow hologram). Kredit: Epzcaw, Wikimedia Commons.

Když se díváme na reálný objekt, tak náš mozek dovede z fáze světla odvodit trojrozměrný tvar. S fotografií mu to obvykle moc nejde a vnímá ji jako plochu. Hologramy se snaží informaci o fázi světla uchovat a to je podle Haneinové základem zobrazování ve 3D.
 

Yifat a spol. se dušují, že touto technologií mohou zobrazit jakýkoliv objekt. Jde o prý o vůbec první holografickou technologii s vysokým rozlišením, která dovoluje kvalitně zobrazovat v jakémkoliv směru. Vývojáři to pro studii v časopisu Nano Letters předvedli na pěkném logu své Univerzity v Tel Avivu. Jejich technologie by měla mít pozoruhodně široké využití. Prý se uplatní ve vědeckém výzkumu, bezpečnostních technologiích, medicíně, inženýrských technologiích i v rozpustilém světě zábavy.

 

Interviewing Prof. Yael Hanein. Kredit: CIV Kickoff Event.


Podle vývojářů si máme představit chirurga, který si často musí udělat celou sérii skenů počítačové tomografie. Ty by mohl nahradit jediný kvalitní hologram, který by chirurgovi předvedl potřebou část pacienta ve všech možných úhlech. Stejně tak by se architekt mohl projít hologramem navrhované budovy a vyzkoušet si, jak jeho nápady fungují. Radost by mohli vojáci, kterým by holografie s nanoanténami mohla vylepšit radary založené na laserech a také kriminalisté, například díky vylepšeným technologiím pro odhalování padělků. A co nás čeká příště? Yifat s kolegy teď vyvíjejí technologii, která jim holografické snímky rozpohybuje.

 

 

Yael Hanein - Artificial Solar Retina. Kredit: Solve for X.

 

Center for Nanoscience and Nanotechnology. Kredit: Tel Aviv University.


Literatura

American Friends of Tel Aviv University 9. 7. 2014, Nano Letters 14: 2485-2490, Wikipedia (Holography).

Datum: 14.07.2014 16:18
Tisk článku


Diskuze:

Převrat?

Michal Hradiš,2014-07-17 13:54:28

Práce je to rozhodně zajímavá. Pro zájemce plný článek je volně dostupný z http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl5001696. Nejsem expert, ale prolétl jsem začátek článku. Moje interpretace je:
* Vytvořili čip, na který se dá posvítit laserem a ten čip dokáže nastavit fázi odražených vlnoploch jednotlivých pixelů.
* Konkrétní přínos je, že vytvořené vlnoplochy jsou uniformní a odrážejí se poměrně všesměrově (výsledný hologram je možné promítnout do šírokohého rozmezí úhlů vůči ose osvětlovacího paprsku). Zároveň je účinost tohoto odrazivého čipu dost vysoká a chová se dobře pro velké rozmezí vlnových délek.

Tento přístup není úplně revoluční, ale rozšíření možných pozorovacích úhlů je velkým přínosem - většinou jsou takovéto hologramy pozorovatelné třeba jen z jednoho směru +- třeba jen 3°.

Myšlenka všech "fázových" gologramů je, že každý pixel zobrazovače vysílá vlnoplochu. Ty v prostoru před zobrazovačem (na sítnici oka) interferuji a vytvářejí lokálně správné intezity odpovídající požadované požadované scéně. Až tyto změny intenzity světla dokáže oko vnímat. Rozhodně nejsou hologramy založené na tom, že by oko vnímalo přímo fázi světla - to je naprostá blbost.

Zatím jsem se setkal s hologramovými zobrazovači, které manipulují amplitudu vyzařovaných vlnoploch. Tento zobrazovač manipuluje fázi. Na příklad aplitudového hologramu s pomocí standardního DLP čipu (z HD data projektoru) můžete kouknout na http://youtu.be/wd63-sXqmhY?list=UU7sNOM2qcEFHBtBA4F_z0zA . Kvalita není nic moc, ale HD rozlišení je prostě pořád pro hologramy málo a lepší čip jsme neměli.

Renderování hologramů je výpočetně extrémně náročné, takže na hologramové 3D hry můžeme zatím bohužel zapomenout. Další problém je, že hustota pixelů u hologramů musí být třeba 100x vyšší než u normálních displejů.

Odpovědět

Fáze?!

Andrzej Kowalski,2014-07-16 12:49:47

"Když se díváme na reálný objekt, tak náš mozek dovede z fáze světla odvodit trojrozměrný tvar." - to je úplný nesmysl. Nejsme schopni vnímat fázi světla z mnoha důvodů. Třeba proto, že běžné zdroje jsou inkoherentní, takže žádná použitelná informace o fázi v nich ani není. Jsou jen dva způsoby, jak dokážeme vnímat scénu jako 3D - stereoskopické vidění a pohyby hlavou.

Odpovědět


Vnímání 3D

Vojtěch Kocián,2014-07-16 13:26:39

Tak způsobů vnímaní 3D prostoru zrakem je více. Například stínování hraje svou roli a používá se i v některých algoritmech. Dále perspektiva, identifikace objektů a jejich vzájemné zákryty spolu se zkušenostmi pozorovatele. Bez toho by měl jednooký člověk mnohem větší problémy a bylo by nemožné rekonstruovat 3D prostor z fotografie nebo obrazu.

Fáze je užitečná při vnímání prostoru sluchem, ale zvuk má pro to poněkud příznivější vlnové délky. U zraku mi vliv fáze opravdu nějak uniká.

Odpovědět

http://www.holografika.com/

Petr Pechar,2014-07-15 23:05:42

Zajimave. Me by spis zajimalo, proc se nikde vic nemluvi o Holografice. Ti maji funkcni prototypy holografickych televizi jiz nekolik let, ale vsude ticho po pesine.

Odpovědět


Možná proto, že ty displeje nejsou holografické

Michal Hradiš,2014-07-17 14:09:51

Ty displeje z http://www.holografika.com/ asi zobrazují úplně normální obraz, ale různý pro různé pozorovací úhly, takže nejspíš je výsledek téměř stejný jako u normální stereo televize, ale bez brýlí a sledování pozice osob. Pořád ale je to placatý obraz, takže mimo jiné oči zaostřujete na plochu obrazovky. Skutečný hologram, i když je to placka, je nerozeznatelný od skutečné scény (až na případnou kvalitu), takže můžete přirozeně zaostřovat na objekty v zobrazované scéně.

Odpovědět

Fáze světla?

Radim Křivánek,2014-07-15 11:59:28

Řekl bych, že polarizaci naše oko nevnímá, a už vůbec ne kvantové vlastnosti světla, takže jakou fázi to mají na mysli?

Odpovědět


Daniel Konečný,2014-07-15 12:21:24

Prekvapive, vnima, pro zajimavost se podivejte na odkaz. http://en.wikipedia.org/wiki/Haidinger%27s_brush

Odpovědět

zobrazení v prostoru

Tomáš Kohout,2014-07-15 11:42:10

Docela nadějná technologie. Jenom mi není jasné, zda umí holografický obraz vykreslit v běžném prostoru nebo k tomu potřebuje nějaký speciální materiál, případně vodní mlhu a další pomůcky, které jsou nutné pro například pro laserové hologramy.

Odpovědět


Je to placatý čip, na který se svítí laserem.

Michal Hradiš,2014-07-17 14:13:43

Obraz v oku vzniká interferencí "kulových" vlnoploch vyzařovaných z pixelů čipu. Na čip se svítí laserem, který je expandovaný na velikost čipu.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace