Een onderzoeksteam van de Universiteit van Texas heeft daar verandering in gebracht: zij kunnen nu bewegende hologrammen maken met bewegende spiegeltjes en een hologram uit de computer.
3D hologram uit Star Wars: Episode I. Slechterik Palpatine geeft op afstand orders aan zijn onderlingen via hologrammen.
Bewegende hologrammen leken jarenlang een onmogelijkheid. Nog erger dan bij een normale foto moet het onderwerp van een hologram namelijk perfect stil zitten. Beweging, hoe langzaam ook, betekent dat het complete hologram wazig en onbruikbaar wordt. Bewegende voorwerpen leken dus niet vast te leggen.
Een hologram maken
Het geheim van de diepte in hologrammen zit hem in het gebruik van interferentie om extra informatie over het onderwerp op te slaan. Een normale foto bevat alleen informatie over de kleur en helderheid van het licht dat op elk punt van het negatief valt. Licht valt op het onderwerp van de foto en kaatst naar de camera toe. Daar gaat het eerst door een stelsel van lenzen waardoor elk punt op het negatief overeen komt met één punt in de gefotografeerde scene.
Zo werkt – heel ruw – een normaal fototoestel. Licht van het voorwerp valt door een lens en valt op een lichtgevoelige film. Elk punt van het voorwerp wordt op één punt van de film afgebeeld. bron: www.howstuffworks.comklik op de afbeelding voor een grotere versie
Een hologram bevat genoeg informatie om een voorwerp vanuit verschillende standpunten te laten zien. Die extra informatie is erin opgeslagen door licht dat van het voorwerp en licht dat direct uit de lichtbron komt samen te voegen. De prijs die je daarvoor betaalt is, dat de originele lichtbron nodig is om het hologram te zien.
Deze afbeelding laat schematisch zien hoe hologram wordt gemaakt. De laserstraal wordt in tweeen gesplitst. Het ene deel belicht het onderwerp en interfereert met het andere deel op de holografische plaat. bron: Willem van Engenklik op de afbeelding voor een grotere versie
Omdat licht een golfverschijnsel is, is een hologram geen simpele optelsom van die twee lichtbronnen: er treedt interferentie op. Waar beide golven dezelfde kant uit trillen, versterken ze elkaar, maar als de ene op een top en de ander in een dal zit, doven ze elkaar uit – de lichtsterkte daalt naar nul. In het interferentiepatroon is het originele voorwerp niet meer te herkennen.
Digitaal hologram. De linkerafbeelding is het interferentiepatroon dat de computer heeft berekend. De rechterafbeelding is wat we zien als het interferentiepatroon op de juiste manier wordt verlicht. bron: NDT
Vanwege hun bijzondere eigenschappen worden lasers gebruikt om hologrammen te maken. Het licht daarvan is veel netter geordend dan dat van een bijvoorbeeld de zon of een gloeilamp. Dat is belangrijk, omdat het originele licht – of een goede kopie ervan – nodig is om het hologram te bekijken. Het beeld wordt zichtbaar als het originele licht op het hologram valt. Laserlicht is veel makkelijker exact na te maken dan dat van een gloeilamp of van de zon. Ook zit alle energie in één golflengte gebundeld. De laser hoeft veel korter licht te geven dan een normale lamp, dus hoeft het onderwerp minder lang stil te staan.
Het Texaanse team gebruikt twee trucs om bewegende hologrammen te maken. De eerste is geleend uit Hollywood: computersimulatie. Het is dan wel niet mogelijk om een hologram van een bewegend voorwerp te maken, maar berekenen hoe dat hologram eruit zou zien is een fluitje van een cent. Daarmee is nog geen tastbare afbeelding gemaakt, alleen een serie beelden op een computer. Om de hologrammen zichtbaar te maken is een speciale ondergrond van Texas Instruments gebruikt. Die bestaat uit 800.000 spiegeltjes van 16 micron (0,000016 meter) die los van elkaar kunnen kantelen.
De onderzoekers belichten de ondergrond met de lichtbron uit de simulatie. Ondertussen stelt de computer telkens de spiegels bij. Afhankelijk van waar de toeschouwer zit, weerkaatst een spiegel al dan niet licht in zijn richting. Het geheel werkt als een ruw hologram en toont beweging op verschillende dieptes.
Voor deze 3D-video kan concurreren met de wondertjes uit Hollywoodse computers is nog een lange weg te gaan. Zo wil het team de spiegeltjes verkleinen en meer kleuren gebruiken. Maar aan verbeeldingskracht schort het niet. Over een paar jaar hoopt men de techniek al te gebruiken om piloten meer informatie voor te schotelen in hun Heads Up Displays. Diepte in een beeld betekent namelijk een extra laag om informatie over te brengen. Met de steeds complexere techniek in bijvoorbeeld jachtvliegtuigen is dat geen overbodige luxe. Maar de onderzoekers denken ook aan vreedzame toepassingen, zoals 3D-tv of 3D-monitoren voor medische scanners.