Принцип создания голограмм напоминает запись объемного звучания оркестра: как только мелодия записана, оркестр может прекратить исполнение, но записанный звук можно будет воспроизводить вновь и вновь без инструментов. Вместо записи аудио-образа голограмма сохраняет интерференционную картину, образованную рассеянным светом от объекта. Такой подход позволяет воссоздать эту картину, создавая иллюзию, будто объект по-прежнему рядом.
Для создания голограммы требуется источник лазерного света, чаще всего применяют красный гелий-неоновый лазер. В процессе обработки световой поток расщепляется на новые лучи, которые поступают на голографическую записывающую пластинку. Объектный луч идет напрямую к объекту, в то время как второй луч направляется на пластину записи в качестве образца для интерференционной картины.
Каждый луч, еще не достигнув цели, проходит сквозь линзу. В отличие от объектива фотокамеры, объектив голографических устройств записи не фокусирует свет, а наоборот рассеивает его. Как только первый луч достигает объекта, свет отражается и преломляется, отчасти, в направлении голографический пластины. Объектный луч достигает пластины, сталкивается с опорным лучом и образует интерференционную картину. Интерференция записывается с помощью мельчайших зерен светочувствительных химических веществ, подобных тем, что используются в фотографии.
Созданная голографическая пластинка больше напоминает CD-диск, нежели негатив фотоснимка. Информация на пластинке выглядит, как серия волнистых линий, и не может быть расшифрована невооруженным глазом. Для того, чтобы увидеть настоящую голограмму требуется источник света.
Существует два вида голограмм, которые отличаются способом отображения. Так, например, для того чтобы увидеть пропускающую голограмму, через пленку должен пройти монохроматический свет. Световой поток образует плавающее трехмерное изображение одного цвета (чаще всего зеленого). Вторым вариантом являются отражательные голограммы, подобные тем, что наносят на денежные банкноты. Они отражают подсветку и могут быть разноцветными. Процесс создания голограммы очень чувствителен к свету, также как и проявление фотографий традиционным способом, поэтому голограммы записывают в темной комнате. Поскольку большинство голографических лазеров красного цвета, традиционная красная подсветка темных комнат разрушает голографическую пластину. Вместо этого используют зеленый или голубо-зеленый свет.
Голография – процесс, намного более чувствительный к внешним условиям, нежели фотография. Даже мгновенное отклонение лазера может нарушить всю картинку: на столь деликатный процесс записи может повлиять как вибрация пола, так и просто обычное дыхание человека. Несмотря на все сложности создания голограмм, емкость пластинки просто невероятна. Голографические изображения поражают своей трехмерной правдоподобностью под любым углом зрения. Масштаб изображения можно изменять, используя другую волновую длину – размер полученной голограммы соотносится с длиной волны проходящего света. Теоретически это означает, что с помощью рентген-лучей можно создавать голограммы мельчайших структур, вплоть до молекулярного масштаба, а затем отображать с помощью видимого света. Но это еще предстоит осуществить на практике.
Эксперты в области голографии стремятся создать движущееся изображение. В такой голограмме изображение фиксируется, когда экспонируется привычная голографическая пластинка. Шотландская компания Holoxica разработала голографический экран, сохраняющий ранее записанные голограммы. Экран может переключать ранее записанные изображения и менять визуальную проекцию. Сложные изображения составляются из набора более простых интерференционных картин, это немного напоминает пиксели, формирующие изображение на LCD-мониторе.
Компании Musion, AV Concepts и Hologramica уже используют продвинутые цифровые медиа технологии для создания реалистичных 3D проекций в натуральную величину. Они оживили на сцене анимационную музыкальную группу Гориллаз, и «воскресили» на сцене музыкантов, которых уже нет в живых (см. «Воскрешая мертвых»).
Лиз Берри, режиссер голографических постановок компании Hologramica, рассказал нам о призраке Пеппера: «Еще в 19 в. использовался прием призрака Пеппера. Между зрителем и сценой ставили стекло, актер-призрак играл за сценой, а в зале видели его преломленное отражение, как будто над сценой витал призрак. Технология наших дней использует яркое HD-видео, а вместо стекла применяется специальная пленка.
Изображение проецируется на скрытый экран в полу, а зритель видит лишь отражение на пленке. «На деле выходит, что голографическая иллюзия – это двухмерная видеозапись».
Британская компания Beagle Media превратила технологию в «мини» и разработала один из наиболее продвинутых голографических плееров – «Holo». С помощью ноутбука Мак Мини и четырех 55-дюймовых панелей Samsung двухмерное изображение становится трехмерным.
Иллюзионные технологии используются для разработки голограмм, к которым можно прикасаться. Так называемый игрушечный мираж тоже является классической иллюзией; объект помещается сверху на вогнутое зеркало, над ним располагается еще одно зеркало. Отражение света внутри зеркальной камеры фокусирует изображение над промежутком между зеркалами, создавая впечатление, что объект находится снаружи.
Исследователи Токийского Университета используют этот принцип как инструмент разработки голограмм, которыми можно управлять. Компания Microsoft разрабатывает подобную технологию на базе приставки Kinect. Голографические изображения могут использоваться не только для развлечения, искусства или обучения, но также в качестве потенциального решения для медицины, строительного дизайна и создания расширенной реальности. Израильские врачи уже пользуются технологиями интерактивной голограммы при проведении операций, а медиа лаборатория канадского Королевского университета находится на ранних этапах разработки 3D версии Skype. (иллюстрация справа).
Воскрешая мертвых
В 2012 году зрители музыкального фестиваля Коачелла были поражены увиденным на сцене – к популярным рэпперам Снуп Долгу и Доктору Дре присоединился музыкант Тупак Шакур, который погиб в 1996 году. С помощью сочетания видеозаписи, интерфейса CGI, дублера тела и технологии захвата движения стало возможным воскрешать ушедших от нас исполнителей и возвращать на сцену. Такая визуальная иллюзия была создана с помощью системы Musion Eyeliner. Мы взяли интервью у Лиз Берри, режиссера компании Hologramica. Лиз поведала нам о том, как создаются и проецируются подобные иллюзии.
«Для этого необходим непрерывный снимок всего тела объекта проекции в HDкачестве. С этой целью мы снимаем видео объекта, но если это, к сожалению, уже невозможно, стоит попытать удачу и найти необходимую запись в архивах. Альтернативой может послужить интерфейс CGI. И порой используются обе технологии вместе. Так, например, для воссоздания образа Фрэнка Синатры использовалось наложение старой записи и новой съемки с использованием CGI, который объединил их в живую голограмму. Каждый элемент представления должен казаться натуральным. Необходимо правильное освещение – это единственное ключевое условие. Для меня работа начинается с оформления сцены, на которой необходимо наиболее эстетично и незаметно разместить довольно громоздкое оборудование. Некоторые решения продиктованы исключительно техническим подходом, другие же довольно креативные. Искусство заключается в бесшовном слиянии реального и виртуального».