Plus de 100 ans se sont écoulés depuis que les fondements théoriques de l'holographie ont été formulés pour la première fois, et nous associons toujours les hologrammes principalement aux autocollants sur les disques ou au concert posthume de Tupac Shakur. Cependant, ces dernières années, le sujet de l'holographie a commencé à se développer activement. Aujourd'hui, nous allons tout vous dire sur les mystérieuses images holographiques.
En 1920, le scientifique polonais Mieczyslaw Wolfke dans son travail "Sur la possibilité d'imagerie optique des grilles moléculaires" (Über die Möglichkeit der optische Abbildung von Molekulargittern) a avancé et confirmé expérimentalement l'idée d'une méthode holographique d'obtention d'images. À cette époque, cependant, il n'existait aucune technologie permettant d'utiliser la découverte du pôle dans la pratique. Nous avons dû attendre cela jusqu'aux années 60 du siècle dernier.
Les hologrammes sont devenus largement connus en 1977 grâce au film Star Wars, dans lequel ils ont agi comme vecteurs d'informations et moyens de communication. De cette façon, une théorie scientifique très complexe est entrée dans la culture pop, capturant l'imagination de millions de personnes à travers le monde. Sommes-nous proches aujourd'hui de la vision du sujet de l'holographie par George Lucas ?
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Qu'est-ce que l'holographie ?
« Aidez-moi, Obi-Wan Kenobi ! Vous êtes mon seul espoir!" Ce texte, connu de tous les fans de Star Wars, est prononcé par une projection en trois dimensions de la princesse Léia, est devenu pour de nombreux téléspectateurs la première idée de ce que sont l'holographie et l'imagerie holographique.
Aujourd'hui, lorsque nous tenons entre nos mains un disque avec les disques de notre groupe préféré, nous voyons dessus un autocollant coloré, scintillant de différentes couleurs de l'arc-en-ciel. Il s'agit d'une confirmation holographique de l'authenticité et de la légalité du disque. Donc, c'est aussi un hologramme, mais comment est-il créé et à quoi sert-il ? Je vais essayer de répondre à ces questions de la manière la plus accessible possible. Cependant, ce ne sera évidemment pas une tâche facile et simple, principalement en raison de la nécessité de définir et d'expliquer certains concepts physiques, même si la plupart d'entre eux devraient vous être familiers depuis vos cours de physique. Cela est nécessaire car l'effet final est le résultat de l'utilisation pratique des réalisations de divers domaines technologiques. Par conséquent, une mauvaise compréhension des fondements théoriques peut conduire à une mauvaise compréhension de l'ensemble du problème. Cependant, je n'ai pas l'intention d'alourdir cet article avec des théories soutenues par les équations de Maxwell. C'est possible, mais pourquoi ? Cela n'ajouterait rien de nouveau et le rendrait certainement plus difficile à comprendre. Je vais essayer d'expliquer de manière accessible les principes d'enregistrement et de reproduction d'images holographiques, en utilisant des dessins clairs et des définitions de concepts physiques de base dans le domaine de l'optique et du mouvement ondulatoire. Et je parlerai également de l'application pratique de l'holographie, y compris l'enregistrement holographique d'informations dans les technologies informatiques.
Commençons par une définition qui nous facilitera un peu les choses. L'holographie, comme la photographie, connue de l'humanité depuis le XIXe siècle, est un moyen d'obtenir des images. Ces deux termes viennent de la langue grecque, cependant, si le mot photographie vient des mots « photo » et « graphe », qui signifient « lumière » et « image », alors la première partie du mot holographie vient de « holos ». », qui en grec signifie « entier ».
Par conséquent, l'holographie consiste à "dessiner le tout". Qu'est-ce que ça veut dire? Dans une photographie standard, nous ne pouvons conserver qu'une image en deux dimensions de ce que nous voyons dans un monde en trois dimensions. L'idée derrière l'holographie est d'enregistrer des informations sur l'objet entier, pas seulement sur un côté de celui-ci. De sorte qu'il est possible, à partir des informations enregistrées, de reproduire l'image de l'ensemble de l'objet.
Mais comment conserver l'apparence d'un objet en trois dimensions ? Pour cela, le phénomène d'interférence lumineuse est utilisé. La lumière visible, qui fait partie du spectre électromagnétique, se compose elle-même de deux composants - un champ électrique et un champ magnétique. Mais surtout, la lumière est une onde, pas seulement un flux de photons, donc la superposition de plusieurs ondes peut créer de nouvelles ondes avec de nouvelles caractéristiques. Puis, en utilisant le phénomène de diffraction, l'image des ondes superposées peut être reproduite afin qu'elle reflète les caractéristiques enregistrées.
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Enregistrement et affichage d'hologrammes
Grâce à la nature ondulatoire de la lumière, il est possible d'enregistrer l'apparence d'un objet en trois dimensions sur un film photographique standard. A l'aide d'un laser approprié, dont un faisceau est dirigé vers une plaque translucide et dirigé à la fois vers l'objet à imager et directement vers le film, un motif d'ondes superposées est créé. Une telle image est une superposition d'un grand nombre d'interférences de composants spectraux individuels de la lumière, et si nous voulions obtenir une "photo" d'un tel film, nos yeux ne verraient pas un objet éclairé par un laser, mais un mélange de lignes d'interférence, qui par elles-mêmes ne nous disent rien sur l'objet photographié.
Voici à quoi cela ressemble en pratique :
Seule l'exposition correcte du film, qui à ce moment est un réseau de diffraction, à l'aide d'un faisceau laser focalisé vous permet d'inverser l'ensemble du processus et d'obtenir une image tridimensionnelle de l'objet.
L'imagerie holographique XNUMXD, bien que similaire, est différente de la technique stéréoscopique, qui consiste à photographier un objet à partir de deux gros plans, puis à placer les plaques dans un appareil appelé stéréoscope. Par exemple, populaire Lunettes de réalité virtuelle travaillez de cette façon, en créant deux images légèrement décalées. Dans les hologrammes, ce décalage est fixé sur un support sous la forme d'interférences d'ondes.
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Hologramme et "hologramme"
Le problème avec la technologie décrite ci-dessus est qu'elle nécessite une lumière laser précise et des conditions proches du laboratoire pour obtenir des résultats satisfaisants. Et bien que l'idée originale des hologrammes ait trouvé une application pratique, par exemple, dans l'enregistrement de données sur un support standard HVD avec une capacité théorique de plusieurs To, cependant, ils ne sont pas devenus un support populaire pour un usage domestique.
Des solutions pratiques montrent que le processus complexe d'obtention d'une image holographique perd tout simplement face à d'autres technologies qui obtiennent le même effet, mais en utilisant d'autres techniques. Et bien que d'un point de vue scientifique de telles images ne devraient pas être appelées hologrammes, il est d'usage d'appeler tous ces pseudo-hologrammes simplement "hologramme".
En pratique, cependant, ni l'image du concert de Tupac ni l'image de la reine Elizabeth II dans son carrosse vieux de 260 ans ne sont de véritables hologrammes d'un point de vue scientifique.
Un hologramme n'est pas ce que nous voyons dans les lunettes HoloLens ou sur le pare-brise d'une voiture à "affichage holographique". Le plus souvent, il s'agit d'une image tridimensionnelle créée à l'aide de plusieurs rayons lumineux séparés (et non d'un seul, comme dans le cas de l'hologramme original) tombant de différents côtés sur un support, qui peut être du verre transparent, un rideau d'eau , ou de la vapeur d'eau "flottante" sur un tel "affichage holographique".
Je n'ai pas de grande objection à l'utilisation du terme "hologramme" par rapport à ces techniques, et la raison principale est que l'effet ainsi obtenu correspond bien souvent aux principales propriétés de l'holographie, à savoir le stockage et la reproduction de plus d'informations (dans ce cas, il s'agit de voir l'objet sous différents angles) sur l'objet.
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Les "hologrammes" d'aujourd'hui
Les systèmes basés sur des projecteurs, qui affichent des images sur divers matériaux transparents, fonctionnent un peu différemment. La lumière dirigée sous différents angles contient des informations sur l'image vue de l'autre côté. Les rayons se rencontreront à la surface du verre, de l'eau ou, comme dans le cas de l'invention polonaise oubliée Leia Display, d'un rideau de vapeur, créant l'impression d'une image tridimensionnelle apparaissant dans les airs (l'ultime avantage d'un véritable hologramme).
Un autre exemple est les écrans 2020D de Looking. Ceux qui projettent une image non pas sur une surface bidimensionnelle, mais la créent à l'intérieur d'un corps tridimensionnel, par exemple le verre. L'entreprise, notamment, travaille depuis des années sur la solution Looking Glass Factory, et nous avons pu admirer les premiers résultats sérieux de ce travail en XNUMX.
On peut également citer le cirque allemand Roncalli, qui a refusé de faire des numéros avec des animaux, même si en Allemagne, d'ailleurs, contrairement à de nombreux pays européens, les cirques avec des animaux ne sont pas interdits. Désormais, des éléphants, des chevaux et des poissons apparaissent dans l'arène sous forme d'hologrammes.
Le système, qui permet aux téléspectateurs de voir des hologrammes, a coûté plus d'un demi-million d'euros.
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Les gens ne réalisent-ils pas qu'ils vivent dans un hologramme ?
Bien sûr, ce n'était pas sans des gens qui soutiennent les idées d'un complot mondial. Ils croient que vous et moi vivons depuis longtemps dans un seul grand hologramme, que le monde qui nous entoure est un hologramme, une Matrice. Je vais essayer de tout expliquer maintenant.
Lorsque le film "The Matrix" est sorti, tout le monde a été très surpris par l'idée du scénario, née des frères Wachowski. Cependant, l'idée sous-jacente à l'histoire de la matrice est également présente dans les philosophies orientales. Certains physiciens quantiques reconnaissent depuis longtemps que ce que la science décrit dans le langage des mathématiques est connu depuis des siècles sous la forme de messages religieux. Autrement dit, si nous croyons cette théorie, alors nous vivons dans un grand hologramme.
Ils prétendent que l'humanité est devenue si préoccupée qu'elle est incapable de remarquer certaines choses. Nous observons le monde et participons à sa création, bien souvent sans réaliser la possibilité d'influencer ce qui nous arrive. Les physiciens recherchent des preuves de l'existence d'un champ de Higgs plein de bosons caractéristiques appelés la particule divine, mais nous considérons les informations sur ces recherches indépendamment des implications qu'aurait la découverte d'un tel mécanisme.
Il se peut que la confirmation de l'existence des bosons de Higgs nous oblige à nous poser des questions importantes sur la nature du monde et comment il a été créé. Soudain, il peut s'avérer que les concepts de la Matrice ne sont pas si fantastiques, et nous vivons tous en fait dans un grand hologramme, et nous sommes nous-mêmes des hologrammes.
De telles conclusions peuvent être tirées des informations obtenues grâce au développement de la physique quantique. Nous savons avec certitude que la règle de base qui détermine ce qui se passera est la probabilité. Nous savons aussi que certaines expériences physiques sont tout simplement impossibles car le fait même d'observer leurs effets détermine ce qui s'y passe. Einstein, réalisant les conséquences d'une telle pensée, a déclaré que le monde ne peut pas dépendre d'un Dieu qui joue aux dés.
Et si nous vivions réellement dans un grand hologramme, et que nos interactions avec lui, les expressions de nos attentes et de nos peurs interagissent avec lui, nous faisant vivre différentes choses ? Il existe certaines méthodes pour influencer ce qui nous arrive, qui sont dites positives. Quiconque les a essayés sait que cela fonctionne, et surtout parce que nous savons que c'est censé fonctionner. La même chose avec divers traitements alternatifs. Ils sont basés sur notre capacité à contrôler l'hologramme en éliminant les pensées négatives, c'est-à-dire par la foi.
La science cherche une réponse à la question de savoir pourquoi il y a de la masse, si la matière est constituée de particules qui sont en fait vides. Cependant, pour nous humains, il semble toujours que le monde qui nous entoure est bien réel, et nous ne soupçonnons même pas que si nous comprenions nos capacités, tout le monde pourrait être comme Neo de ladite "Matrix", ou Bouddha qui pourrait se déplacer brûler avec le pouvoir de votre pensée.
En termes simples, nous sommes déjà dans la Matrice et nous sommes tous des hologrammes dont rien ne dépend. Je veux juste sourire à de telles idées sur notre monde.
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Chacun aura-t-il son propre hologramme ?
Mais nous reviendrons tout de même à la réalité. L'avenir est définitivement dans le rendu 3D. Cependant, il est certain qu'il y aura encore un long chemin à parcourir avant que de véritables hologrammes n'apparaissent dans les rues, comme dans le film "Blade Runner". D'ici là, nous aurons de nombreux "hologrammes de simulation" et démonstrations de technologies qui tromperont de plus en plus nos sens et donneront l'impression que nous regardons de vrais objets tridimensionnels.
Так Google définir les développeurs exactement un tel objectif. On sait qu'ils travaillent sur l'intéressant projet Starline, c'est-à-dire une cabine "holographique" pour les conversations. Ils ont déjà montré quelques résultats de leur travail.
Les employés de Google, à l'aide d'une série de caméras et de capteurs, ont créé des modèles 3D précis de personnes se parlant, donnant l'impression qu'elles se trouvent au même endroit. Actuellement, cette solution a été testée dans les bureaux de l'entreprise.
Certains scientifiques pensent que nous sommes déjà à un pas de l'apparition de la technologie des hologrammes dans les moyens de communication quotidiens entre les personnes. Pour cela, il sera nécessaire de construire une autre infrastructure de communication de nouvelle génération - un réseau de fibre optique reliant les continents et une infrastructure de communication sans fil 6G de sixième génération. De nombreuses entreprises technologiques sont déjà engagées dans de telles activités. Peut-être que dans quelques années les hologrammes feront partie de la vie quotidienne, mais j'espère qu'ils ne remplaceront pas la vraie communication entre les gens.
Certains scientifiques soulignent également que les hologrammes peuvent déjà être utilisés, car les technologies appropriées existent déjà, mais à ce stade, cela coûte tellement cher qu'il n'est pas entièrement rentable. La situation est très similaire à la façon dont Internet s'est développé. Au niveau initial, presque personne ne croyait en lui, et maintenant il est impossible d'imaginer le présent sans son existence.
Il y a donc de nombreux signes que dans quelques années nous pourrons avoir nos propres hologrammes pour rendre visite à nos amis dans le confort de nos foyers. Cependant, il convient de garder à l'esprit que les prédictions des scientifiques concernant les technologies nécessaires ne se réalisent pas toujours.
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