Holografické projektory: budoucnost, nebo realita?

Holografické projektory – OBSAH

1. Co je skutečný hologram?
2. Rotační holografický projektor
3. Holografickou pyramidu si vyrobíte doma
4. Holografický projektor: kde najde uplatnění?

Co je skutečný hologram?

Běžný obraz pořízený fotoaparátem nebo videokamerou je dvourozměrný. To znamená, že nezobrazuje prostor, ale jeho interpretaci v ploše. Sice máme určité techniky, jak „plochost dvourozměrného obrazu“ překonat – známe je například z 3D kin – ty ovšem nejsou skutečně prostorové, protože i když umí navodit dojem, že jsou určité části obrazu blíže než jiné, postrádají tzv. paralaxu. Tak nazýváme rozdíl v pozici dvou různých bodů na stejném snímku při pozorování z různých úhlů. Pokud se ve 3D kině posunete o 5 sedadel doprava, uvidíte stále stejný obraz. Kdyby šlo o hologram, viděli byste celou scénu z trochu jiné perspektivy a mohli byste se tedy částečně podívat i za některý ze zobrazovaných objektů.

„Polohologramů“ a optických iluzí trojrozměrnosti je celá řada, skutečných holografických metod je ale jen pár a lze je vytvořit jen za velmi specifických podmínek a se specializovanými nástroji. Pokud to celé zjednodušíme, základní metoda snímání hologramů funguje následovně: laser zaměříme na polopropustné zrcadlo, které jeho světlo rozdělí na dva svazky. Jeden pokračuje k objektu, od kterého se odrazí, druhý se odrazí pouze od dalšího zrcadla. Oba se nakonec setkají na fotografickém filmu, kde se vytvoří jejich interferenční obrazec (interference = vzájemné ovlivňování), a právě to je onen hologram. Tímto způsobem je ale pouze zaznamenán. Abychom si mohli hologram zobrazit, musíme záznam na filmu osvítit podobným způsobem, jakým jsme ho vytvořili.

Tato technologie ale není zatím uzpůsobena pro záznam a reprodukci pohyblivých objektů, nikomu se s ní totiž nepodařilo vytvořit pohyblivý obraz, který by byl uvěřitelně ostrý a plynulý. I proto se při snahách o vytvoření prostorového obrazu spoléháme na technologie, které mají určité limity a skutečné hologramy nevytvářejí. Mohou ale produkovat efektivní iluze a to často stačí.

Rotační holografický projektor

Asi nejčastěji vídaným pokusem o vytvoření holografického efektu je rotační projektor. Takovýto projektor je tvořen rotujícími rameny, na nichž jsou umístěny RGB diody. Když se ramena roztočí, podobně jako ventilátor, začnou diody problikávat. Ramena se točí tak rychle, že je oko není schopno postřehnout, a blikání diod je přesně synchronizováno s rychlostí otáčení, takže barvy se vždy zobrazí na přesně určeném místě kruhové „zobrazovací plochy“. Díky tomu je barevný světelný obraz zdánlivě transparentní, což navozuje dojem, že se vznáší v prostoru.

Celému obrazu samozřejmě úplně chybí jakákoliv prostorovost. Ramena „holografického ventilátoru“ tvoří svým pohybem pouze plochu a výsledkem je tedy opět dvourozměrný obraz. To znamená, že tyto ventilátory negenerují hologramy, ale průhledné 2D obrazy.

Holografickou pyramidu si vyrobíte doma

Před pár lety to byl hit sociálních sítí a zábavných magazínů – hologram, který si vytvoříte doma s pomocí mobilního telefonu, obalu od CD, lepicí pásky a základního nářadí. Stačilo si narýsovat rovnoramenný lichoběžník v předepsaných rozměrech, potom podle něj vyříznout z obalu od CD čtyři boční stěny komolého jehlanu a ty následně poslepovat izolepou. Do mobilu bylo potřeba nainstalovat mobilní aplikaci, která na displeji zobrazovala čtyři soustředně orientované obrazce. Do jejich středu jste vyrobenou „pyramidu“ postavili na špičku a „hologram“ byl na světě.

O skutečný hologram pochopitelně nešlo ani v tomto případě, protože i když se mohlo zdát, že se obrazec uprostřed pyramidy vznáší, šlo stále jen o odraz dvourozměrného obrazu na displeji telefonu. Efekt byl působivý – obrazy se mohly hýbat a každý z nich mohl být trochu jinak orientován, takže při pohledu ze strany jste skutečně viděli stranu promítaného objektu. To ovšem měly na svědomí pouze čtyři dvourozměrné projekce, což opět znamená, že se nejedná o skutečnou paralaxu, jakou umí vykreslit hologram.

Tato projekční technika má ale mnoho využití v reálném světě – praktickým příkladem může být třeba head-up displej v moderních autech. Světlo vycházející z palubní desky se před volantem odráží od čelního skla, na kterém se řidiči zobrazuje celá řada důležitých informací (například rychlost, navigace). Díky tomu může mít oči stále na vozovce a nemusí stáčet pohled dolů na tachometr. Podobným způsobem lze ale zobrazit i větší objekty, například „hologramy“ lidí – pak jen místo displeje použijete projekci na reflektivní materiál, aby mohl být objekt rozměrnější. Tyto obrazy se promítají nejen na sklo a podobné materiály, ale třeba také na kouř.

Holografický projektor: kde najde uplatnění?

Nic jako sériově vyráběný holografický projektor dosud neexistuje. Sériově se dokonce nevyrábí ani žádná jiná technologie, která by byla schopna vytvářet skutečné hologramy. I tak ale mnozí něco takového s nadějí očekávají. Zdánlivě transparentní obrazy totiž využíváme již nyní – může jít o již zmíněné head-up displeje v autech (nebo mnohem dříve ve stíhačkách), „levitující“ reklamy, „oživování“ již zesnulých hvězd přímo na pódiu nebo, jak před pár lety ukázal jeden německý cirkus, lze projekcí nahradit i zvěř v cirkusech.

Potenciál skutečných hologramů je ale daleko větší. Mohl by být využit například v medicíně, kde by hologramy sloužily k vizualizaci orgánů, což by pomohlo jak při výuce studentů, tak při diagnóze nebo operacích. Jakkoliv fascinující ale hologramy jsou, mnohé z toho, co by nám v budoucnu mohly umožnit, jsme už dnes schopni zrealizovat pomocí virtuální nebo rozšířené reality. Přesto ale bude zařízení – holografický projektor – jež nám umožní vidět trojrozměrné hologramy bez použití speciálních brýlí, jistě zajímavým vynálezem, kterému se dostane velké pozornosti. Otázka zní, kdy se něčeho takového dočkáme.

Žádný holografický projektor, který byste si mohli koupit, zatím neexistuje. Vědci a vynálezci jistě aktivně experimentují, prozatím si ale budeme muset vystačit s dvourozměrnými obrazy na transparentním pozadí.