Holografía

De Wikipedia
Saltar a navegación Saltar a la gueta
Holografía qu'introduz presentaciones nel 8.º Congresu de la Innovación y Tecnoloxía Educativa nel Institutu Tecnolóxicu y d'Estudios Cimeros de Monterrey.

La holografía o vision grafica ye una técnica avanzada de fotografía que consiste en crear imaxes tridimensionales basada nel empléu de la lluz. Pa esto utiliza un rayu láser que graba microscópicamente una película fotosensible. La interferencia que se produz ente dos faes de lluz coherente fai posible que la lluz d'unu d'estos se reflecte nel oxetu. Esta, al recibir una lluz puntual dende la perspectiva fayadiza, proxecta una imaxe en tres dimensiones. Amás, procesaes y allumaes de manera precisa, les imaxes pueden apaecer saliéndose de les sos llendes, pa escontra fora o escontra dientro del marcu, y l'observador, ensin tener la necesidá de nengún accesoriu, puede ver ensin discontinuidaes y variando les perspectives dependiendo de la so posición. L'usu de les técniques holográfiques en sistemes de vídeu ye un procesu complexu que supon un gran retu a nivel tecnolóxicu. Si pueden resolvese estos retos, podría convertise nel sistema que s'utilizaría nuna futura televisión tridimensional.[1]

Visión histórica de la holografía[editar | editar la fonte]

La holografía foi inventada en 1948 pol físicu húngaru Dennis Gabor, que recibió por esto'l premiu Nobel de Física en 1971. Recibió la patente GB685286 pola so invención. Sicasí, perfeccionóse años más tarde col desenvolvimientu del láser, pos los hologrames de Gabor yeren bien primitivos por causa de nun perfeccionase lo suficiente los sos aparatos.

Originalmente, Gabor namái quería atopar una manera p'ameyorar el resolvimientu y definición de les imaxes del microscopiu electrónicu. Plantegó un problema interesante: cuando s'alluma una rendija con lluz d'un solu color, llógrase una figura de franxes que dexa conocer la forma y dimensiones de la rendija. Gabor describió'l procesu de descodificación de la información fotografiada, escontra falta atopar la manera de rexistrar l'enclín de los rayos de lluz que llegaben a la pel·lícula fotográfica. Llamó a este proceso «holografía», del griegu «holos»(completu), una y bones los hologrames amosaben un oxetu dafechu y non yá una perspectiva.

Los primeros hologrames que verdaderamente representaben un oxetu tridimensional bien definíu fueron fechos por Emmett Leith y Juris Upatnieks n'Estaos Xuníos en 1963, y por Yuri Denisyuk na Xunión Soviética. Unu de les meyores más prometedores fechos apocayá foi'l so usu pa los reproductores de DVD y otres aplicaciones. Tamién s'utiliza anguaño en tarxetes de creitu, billetes de bancu, etiquetes de seguridá, embalaxes, certificaos, pasaportes y documentos d'identidá, según discos compactos y otros productos, amás del so usu como símbolu d'orixinalidá y seguridá.[1]

Principiu de funcionamientu d'un holograma[editar | editar la fonte]

NOTA: Pa entender el principiu de funcionamientu d'un holograma describe'l grabáu nun holograma finu d'una escena que namái contién un puntu que reflexa la lluz. Esta descripción ye solamente esquemática y nun respeta la escala ente los oxetos y el llargor d'onda. Namái sirve pa entender el principiu.[2]

Grabáu d'un holograma[editar | editar la fonte]

Enregistrement de l'hologramme

Na imaxe allúmase la escena con ondes planes que vienen de la esquierda. Una parte de la lluz reflexar nel puntu, representáu como un círculu blancu. Namái ta representada la lluz reflexada escontra la derecha. Eses ondes esfériques alloñar del puntu y amiéstense a les ondes planes qu'allumen la escena. Nos sitios onde les crestes coinciden con crestes y los valles con valles va haber máximos d'amplitú. Simétricamente, onde les crestes coinciden con valles y los valles con crestes l'amplitú va ser mínima. Hai sitios del espaciu onde siempres l'amplitú ye máxima y sitios onde l'amplitú siempres ye mínima.

La superficie d'una placa fotosensible allugada nel sitiu puntiáu de la imaxe va tar lo más espuesta onde l'amplitú ye máxima y lo menos espuesta nos sitios onde l'amplitú ye mínima. Dempués d'un tratamientu fayadizu, les zones más espuestes van resultar más tresparentes y les zones menos espuestes más opaques.

Ye interesante señalar, que si mientres la esposición, la placa muévese mediu llargor d'onda (un cuartu de micrón), una bona parte de les zones pasaría de les más espuestes a les menos espuestes y el grabáu del holograma fracasaría.

Observación del holograma[editar | editar la fonte]

Allumamos l'holograma con ondes planes que vienen de la esquierda. La lluz pasa polos "espacios" tresparentes del holograma y cada "espaciu" crea ondes semiesfériques que s'arrobinen escontra la derecha. Na imaxe a la derecha solo dibuxemos la parte interesante de la cresta de les ondes. Escláriase que les ondes que salen de los "espacios" de la placa amestar pa dar frentes d'onda semiesféricos similares a los frentes producíos pola lluz reflexada pol puntu de la escena. Un observador asitiáu a la derecha de la placa ve lluz que paez salir d'un puntu asitiáu nel sitiu onde taba'l puntu de la escena. Eso ye debíu al fechu que l'holograma dexa pasar – o favorez – la lluz que tien la "bona" fase nel "bon" sitiu.

Oxetu en llugar d'un puntu únicu[editar | editar la fonte]

En realidá, la lluz reflexada per una pequenu parte d'un oxetu (el puntu del exemplu precedente) ye débil y solo puede contribuyir a que zones del holograma sían un pocu más escures o más clares. Eso nun torgar la formación de frentes d'onda semiesféricos mientres la llectura del holograma. L'observador va atopar solamente, que'l puntu ye pocu brillante.

Un segundu puntu lluminosu añede, al grabáu del holograma, les sos propies zones un pocu más clares o escures. A la observación, el segundu xuegu de zones clares y escures crea otru conxuntu de frentes d'onda que paez aniciase de la posición onde s'atopaba'l segundu puntu. Si'l puntu atopábase más llueñe, se -y "va ver" más llueñe y viceversa. L'holograma graba la información tridimensional de la posición de los puntos.

Un oxetu grande nun ye otra cosa qu'un conxuntu de puntos. Cada zona puntual del oxetu crea zones más o menos grises que s'amiesten na placa. Cada conxuntu de zones grises crea, a la observación, ondes semiesfériques que paecen salir del "bon" sitiu del espaciu: y asina vemos una imaxe (virtual) del oxetu.

Na práctica, esti tipu d'holograma finu y con allumáu perpendicular – ye pocu utilizáu, una y bones les emulsiones sensibles son más trupes que'l llargor d'onda. Amás los hologrames con allumáu perpendicular dan tamién imaxes más reales (nel sentíu ópticu de la palabra) inoportunes na observación.

Exemplu d'holograma nun billete

Aplicaciones[editar | editar la fonte]

  • N'el reproductores DVD, nes tarxetes de creitu, nos discos compactos y nos billetes.
  • Símbolu d'orixinalidá y seguridá.
  • Reproducción d'imaxe y vídeu tridimensional: múltiples aplicaciones en sectores como la televisión, el diseñu industrial, la medicina, la educación, la investigación, les comunicaciones...
  • Conciertos holograficos de Vocaloid

[3]

Exemplos de dispositivos holográficos[editar | editar la fonte]

Cheoptics 360[editar | editar la fonte]

El dispositivu "Cheoptics 360" desenvueltu poles empreses viZoo y Ramboll ye un sistema de vídeu holográficu. Ye un proyeutor de vídeu formáu por una pirámide invertida que ye capaz de xenerar imaxes tridimensionales dientro del so espaciu de proyección. La imaxe proxectada vese totalmente en 3D dende cualquier ángulu d'observación. Hai proyeutores en cada estremu del aparatu que se combinen pa xenerar la imaxe nel centru dando una sensación de total realismu al espectador. Pueden proxectase imaxes dende 1,5 hasta 30 metros d'altor con cualquier condición llumínica ambiental (interior o esterior). Tamién dexa reproducir vídeos de películes o dende l'ordenador personal.[4]

Heliodisplay[editar | editar la fonte]

Imaxe del Heliodisplay

El Heliodisplay ye una tecnoloxía creada pola empresa IO2Technology que reproduz hologrames en 2-D ensin utilizar un mediu físicu como una pantalla. Dexa proxectar una imaxe estática o en movimientu nel aire con una cierta calidá, d'unes 27 pulgaes, ensin riquir medios alternativos como fumu o agua y puede ser utilizáu en cualquier redolada ensin instalaciones adicionales.

Puede describise el dispositivu como una caxa que se puede enchufar a un conector USB, a una fonte de vídeu o d'imaxe como pue ser un DVD o un ordenador personal, por casu. Utiliza aire normal pa funcionar. Lo que fai ye convertir les propiedaes del reflexu del aire. L'aire ye prindáu, convertíu instantáneamente y vueltu a espulsar. La imaxe proxéctase sobre l'aire convertíu.

Otra característica importante ye que la imaxe xenerada ye interactiva. Vale dicir que la sensación de la imaxe que se proxecta nun ye totalmente tridimensional. La sensación 3D namái ye frontera, yá que vista de llau la imaxe vese plana.[5]

MARK II[editar | editar la fonte]

Ye un proyectu de vídeu holográficu que se ta desenvolviendo nel Massachusetts Institute of Technology (MIT) por un grupu d'investigadores empobinaos pol profesor S. Benton.

Esti sistema basar nel cálculu por aciu ordenador de les franxes de interferencia que produciríen imaxes sintétiques. Al sintetizar estes franxes por aciu complexos modelos matemáticos, consíguese un amenorgamientu importante nel númberu d'amueses de los hologrames sintéticos acutando'l paralax de movimientu nes direcciones con más interés. Nesti dispositivu, namái se codifica la información de parallaje horizontal porque se supon que va ser el movimientu más realizáu pol espectador. Con ello, amenórgase'l númberu d'amueses de les franxes d'interferencia nun factor de 100.

El sistema basar na construcción de les imaxes por aciu una esploración conxunta de dellos fexes láser que la so amplitú se modula en concordanza coles franxes d'interferencies del holograma calculáu primeramente. La esploración realizar por aciu un conxuntu de moduladores acusticoòptics que barren distintes franxes horizontales de la imaxe. Pueden presentase imaxes de 150 x 75 x 150 mm, con un ángulu de visión horizontal de 36 graos, y ye capaz d'amosar una imaxe per segundu.[6]

MARK III[editar | editar la fonte]

El sistema denomináu Mark III ye una evolución de los dispositivos holográficos desenvueltos pol MIT mientres la década de los 80. Los sistemes anteriores yeren bien complexos y avolumaos y precisaben hardware especializáu pa xenerar la señal de vídeu. L'oxetivu del proyectu ye'l de desenvolver un sistema de visualización holográficu d'ámbitu domésticu. Va Formar imaxes monocromáticas en 3D con unes dimensiones similares al cubu de Rubik.

Pa crear un vídeu holográficu, tien de producise un modelu tridimensional en tiempu real de los oxetos dientro d'una escena. A partir d'ésti, calcúlase'l patrón de difracción necesariu pa formar la imaxe. El procesáu ye bien complexu, pero optimizóse por que trabaye coles tarxetes gráfiques doméstiques. La señal de vídeu xeneráu unviar a un modulador de lluz, que ye, básicamente una guía d'ondes cubierta d'un material piezoeléctrico que según la señal recibida se deforma más o menos. La onda de lluz ta acompasada de distintes intensidaes y frecuencies. De proxectase sobre un cristal tresllúcíu, les distintes ondes interfieren xenerando una escena tridimensional. Esti nuevu modulador dexa emitir lluz en vertical y horizontal, evitando asina l'usu de munches lentes y espejo.

Interactive 360° Light Field Display[editar | editar la fonte]

Ye un dispositivu de vídeu holográficu desenvueltu en xunto por Sony, Fake Space Lab y la Universidá del Sur de California, presentáu nel SIGGRAPH 2007.

El sistema presentáu consta d'un videoproyector d'alta velocidá, un espeyu rotatoriu cubiertu por un difusor holográficu y un circuitu semiconductor FPGA (Field Programmable Gate Array), que s'encarga de decodificar la señal DVI. Utilízase una tarxeta gráfica programable y estándar que puede renderizar más de 5.000 imaxes per segundu y proxectar vistes en 360 graos con separación de 1,25 graos. Delles característiques:

  • Nun riquir gafes especiales.
  • Ye omnidireccional: visión en 3D en 360 graos.
  • Nun reproduz color.
  • Dexa la interactividad cola imaxe holográfica.[7]

Bibliografía[editar | editar la fonte]

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. 1,0 1,1 «V. LA HOLOGRAFÍA». Consultáu'l 6 d'avientu de 2016.
  2. «L'Holograma: Principiu de Funcionamientu d'un Holograma» (19 d'abril de 2011). Consultáu'l 6 d'avientu de 2016.
  3. «La holografía y les sos aplicaciones». Consultáu'l 6 d'avientu de 2016.
  4. , 26 de setiembre de 2006, https://www.youtube.com/watch?v=-k5nt541SE0, consultáu el 6 d'avientu de 2016 
  5. , 26 d'agostu de 2007, https://www.youtube.com/watch?v=au1ib6Rf_gY, consultáu el 6 d'avientu de 2016 
  6. «The Mark-II Holographic Video Display». Consultáu'l 6 d'avientu de 2016.
  7. «360 degree light field display - Core77». Consultáu'l 6 d'avientu de 2016.

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]




Holografía