Holograafiline projektor

Holograafiline projektor (inglise keeles holographic projector) on seade, mis võimaldab kuvada 2D-pilte ja animatsioone ruumilises taustas 3D-efektina. Seade võimaldab publikul näha objekte ruumis vabalt hõljuvatena või paiknevatena. Erinevalt tavapärasest 2D-pildist võimaldab holograafiline pilt vaatlejal ümber pildi liikuda ja näha selle erinevaid külgi. Holograafilise kujutise eelis 3D-televiisorite või virtuaalreaalsuse seadmete ees on fakt, et holograafilise kujutise nägemiseks ei pea kasutama 3D-prille.

AjaluguRedigeeri

 
Pepperi kummitus
  • 1860. aastad – Pepperi kummitus (Pepper's ghost), illusiooniline tehnika, mida kasutati Londonis 1860. aastatel. Pepperi kummitust kasutati tavaliselt lavale vaimulike figuuride loomiseks. Vaatajaskonna vaatepunktist peidetud näitleja seisis silmitsi klaasist plaadiga. Vaatajaskond nägi klaasile tekkinud kujutist, aga otseselt mitte näitlejat.[1]
  • 1947 – Ungari teadlane Dénes Gábor töötas esimesena välja holograafia teooria, tehes samal ajal tööd elektronmikroskoobi eraldusvõime parandamiseks. Mõiste hologramm on tulnud kreeka keele sõnadest holos, mis tähendab tervikut, ja gramma, mis tähendab sõnumit.[1]
  • 1967 – tehti esimene hologramm inimesest, sillutades teed holograafia spetsialiseeritud rakendusele: pulseeritud holograafiline portree.[1]
  • 1968Stephen Benton leiutas valge valguse ülekande holograafia ehk vikerkaare hologrammi (rainbow hologram). Seda tüüpi holograafia oli ainulaadne, sest see oli võimeline reprodutseerima kogu värvide spektri, eraldades seitse värvi, mis loovad valget valgust.[1]
  • 1972 – Ameerika füüsik Lloyd Cross tootis esimese traditsioonilise hologrammi, kasutades valge valguse ülekande holograafiat, et taastada liikuv kolmemõõtmeline pilt.[1]

Hologrammi projitseerimineRedigeeri

 
Hologrammi projitseerimine

Laseri valguskiir on puhtam, kui tavaline valgus. Tavalise valge valguse lainepikkused on juhuslikult erinevad ja seetõttu levivad ruumis kaootiliselt. Laseri kiir vastupidiselt on koherentne ja levib ruumis samas faasis. Hologrammi loomisel on vaja laseri kiir poolitada klaasiga, mis on kaetud õhukese hõbeda kihiga. Selle tulemusel läheb pool laseri kiirest klaasist läbi ja teine poole peegeldub klaasi pinnalt. Kiire poolitamisel jätkavad mõlemad kiire pooled ruumis levimist identsel viisil. Üks osa kiirest suunatakse objektile, mida soovitakse holograafiliselt kujutada. Sealt peegeldub kiir pinnale kuhu projektsioon tekib. Selle tulemusena tekib pinnale 2D-kujutis objektist. Teine pool laseri kiirest suunatakse otse projitseeritavale pinnale, kuhu tekib interferentsimuster, mis ongi vaadeldav hologrammina. Loodud kujutisel on küll kolmemõõtmelised omadused, kuid see on siiski tasasele pinnale projitseeritud. Tõelise 3D kujutise loomiseks kasutab holograafiline projektor keerleva peegli süsteemi, mis peegeldab vaatlejale kujutist. Peegel peegeldab pildi, mis vastab vaatleja vaatenurgale kujutisest. See võimaldab liikuda ümber objekti ja näha ruumis hõljuvat kolmemõõtmelist pilti.[2]

ProjektoridRedigeeri

Holograafilise pildi edastamiseks on välja pakutud palju tehnoloogiaid ja lahendusi.

HolovectRedigeeri

on holograafiline töölaua kuvar, mis joonistab objektid õhku. Holovect on laserpõhine kolmemõõtmelise ekraanipildi edastussüsteem. Kujutis tekitatakse vektorpildi projitseerimisel õhku. Projektori ees oleva õhu omadusi muudetakse vastavalt vajadusele ja see võimaldab laserpildil peegelduda õhust ja tekitada hologrammi efekti.[3]

Holograafiline puhurRedigeeri

tekitab illusiooni õhus hõljuvast objektist. Puhuri tiivikutel on RGB LED ribad, mis puhuri pöörlemisel kuvavad objeke või animatsioone. Puhur pöörleb piisavalt suurel kiirusel, et jätta vaatlejale efekt õhus hõljuvast hologrammist. Etalon toode koosneb neljast tiivikust, millele on igaühele kinnitatud 256 LED-i. Selline puhur töötab 512 piksli suuruse ümmarguse kuvarina. Kuvari pindala oleks 200 000 pikslit. Võrdluseks 1080p eraldusvõime pindala on 2,1 miljonit pikslit, kui korrutada see 1920x1080 piksliga. Eelnevalt mainitud puhur on võimeline saavutama edastusvoo 15-25 kaadrit sekundis.[4]

LaserplasmahologrammRedigeeri

Aerial Burton on ettevõte, mis saavutas esimesena hologrammi, mis ei vaja kuvamiseks peegelduspinda. Projektor põhineb plasma laseril, mis mis loob õhku 3D-kujundi. Projektori sees on 1kW infrapuna impulsslaser, mis kasutab 3D-skannerit, et valida õhus sobivad punktid ja fokuseerida nendele. Selle tagajärjel ioniseeritakse õhus olevad molekulid ja tekib plasma. Kuna plasma olek kestab lühikest aega, siis peab laser pulseerima, et hoida õhus olevat ala valgustatuna.[5][6]

Holograafiline püramiidRedigeeri

 
Holograafiline püramiid

Populaarne ja laialt levinud viis hologrammi edastamiseks. Peamine põhjus selleks on kontruktsiooni lihtsus. Holograafiline püramiid koosneb kahest osast: püramiidi kujulisest klaasist, mis peegeldab ekraanilt saadud kujutise vaatleja poole ja ekraanist mis alt suunab kujutise püramiidi peale. Püramiidi küljed paiknevad ekraani suhtes 45-kraadise nurga all ja ekraan peab saatma pildi püramiidi igale küljele. Hologrammi efekti saavutamiseks peab ekraan kuvama sama objekti või animatsiooni neljast perspektiivist.[7]

Holograafiline keerleva peegli tehnikaRedigeeri

 
Keerleva peegli tehnoloogia

Projektsioon saavutatakse nurga all suurel kiirusel pöörleva peegli abil, millele suunatakse kiirendatud videovoog. Seade on võimeline edastama erinevat vaatenurka iga 1,25 kraadi tagant. Seadme edukaks töötamiseks on vaja, et mootor, mis pöörab peeglit ja videoedastusvoog oleks sünkroonis. Selleks, et seda saavutada kasutatakse master signaalina video väljastuskiirust ja mootor korrigeerib ennast vastavalt. [8]

Holograafiline võrkRedigeeri

Holograafiline võrk on peaaegu täielikult läbipaistev kardin LED lampidest. Ledid on programmeeritud kuvama erinevaid pilte, mis jätavad kolmemõõtmelise pildi efekti. Holograafilised võrgud on laialdeaselt kasutuses reklaamplakatitel ja samuti ka hoonetel suuremõõtmeliste kujutiste kuvamiseks.[9]

HololampRedigeeri

on holograafiline lahendus liitreaalsusele. Projektor kuvab ekraanipildi 2D-pinnale, mida jälgivad liikumisandurid. Kasutaja saab projektsiooniga interakteerudes sooritada valikuid.[10]

Füüsilised hologrammidRedigeeri

Holograafiline suitsuekraanRedigeeri

Holograafilise suitsuekraani (inglise keeles holographic smokescreen) mehhanism on suuresti inspireeritud Pepperi kummituse efektist. Hologrammide kuvamiseks kasutatakse "suitsu" ekraanina. Enamasti on suitsuks veeaur. Seda tüüpi hologrammi projektsioon tuleb suitsuekraani tagant. Vaatlejale paistab kujutis suitsu sees olevat ja õhus hõljuvat. See tehnoloogia on laialt kasutuses lavakunstis, kuna ta võimaldab tekitada õõvastava atmosfääri. suitsuekraani suureks miinuseks on tundlikkus kõrvalisele valgusele ja keskkonnateguritele.[11]

nFORMRedigeeri

nForm on Daniel Leithingeri ja Sean Follmeri loodud dünaamiline kujundi kuvar, mis renderdab 3D-objekte füüsiliselt. Sellega on võimalik mõjutada füüsilist ruumi enda ümber. Seade koosneb plaadist millele on monteeritud sajad klotsid, mis tõustes ja langedes on võimelised simuleerima objekte ja mõjutama esemeid, mis selle peal paiknevad.[12]

ViitedRedigeeri