Изображение голографическое трехмерное

При обсуждении обычных систем формирования изображения мы рассматривали только поперечное увеличение однако голографическому изображению присуща трехмерность, и, следовательно, нам необходимо также рассмотреть увеличение вдоль продольной оси. Используя схему, подобную изображенной на рис. 6, но с двумя точечными объектами, лежащими на оптической оси на расстоянии d друг от друга, находим, что продольное увеличение действительного изображения дается формулой [c.70]

Одна из трудностей цветной голографии связана с изменением толщины фотоэмульсии, происходящим при ее фотообработке (проявление, фиксирование, промывка и сушка). Практика показывает, что обработка приводит к усадке фотоэмульсии, вследствие чего уменьшается и период трехмерной структуры. В результате условие Вульфа-Брэгга выполняется для более коротковолнового излучения, чем опорное. Этим объясняется некоторое искажение окраски цветных голографических изображений. [c.266]

Существенным достижением лазерной голографии является разработка методов голографической интерферометрии, в основе которой лежит свойство голограмм точно воспроизводить записанные на них волновые поля. При освещении восстановленной голограммой объектной волны с волновым полем излучения, непосредственно рассеянного объектом, оказывается возможным наблюдать картину интерференции этих волн. Если волновое поле претерпевает изменения по сравнению с записанным па голограмме, то на трехмерном изображении объекта появляются интерференционные полосы, соответствующие этим изменениям. Этот метод получил название голографической интерферометрии в реальном масштабе времени. [c.208]

Следующим этапом было введение понятия голографии в рассеянном свете. В этом случае между источником света и объектом помещают рассеиватель, например матовое стекло, благодаря чему значительно расширяется полоса пространственных частот и, как следствие, возникает избыточность. Все это приводит к эффективному устранению шума, который до этого ухудшал качество голографии. В результате не только существенно смягчились крайне жесткие требования к чистоте метода, но и повреждения больших участков голограммы теперь не могут приводить к заметным искажениям восстановленного изображения. На этом этапе голография приобрела хорошо известное свойство, заключающееся в том, что с любой части голограммы можно восстановить полное изображение. Наконец, голографический процесс был обобщен нами на случай записи излучения, рассеянного реальными отражающими трехмерными объектами. Здесь почти не развивалась новая теория, но был разработан существенно новый экспериментальный метод. Теперь, для начала, голография переместилась с обычного стола на гранитную скамью, поскольку с введением отражающих объектов, а также из-за большой разницы между оптическими путями опорного и объектного пучков значительно возросли требования к стабильности. [c.20]

Однако наиболее обескураживающий случай произошел с нами в самом начале голографического исследования трехмерных отражающих объектов — набора разного хлама, извлеченного из различных углов лаборатории. Мы знали, что изображение, воспроизводимое с голограммы, не должно быть похоже на все, что получалось до того, поскольку должна иметь место трехмерность с настоящей перспективой, короче, полное восстановление исходного объекта. Однако эксперимент не подтвердил наших надежд на чудо. Все дело в том, что голограмма изготовлялась на небольшой пластинке размером около 2 м так что в данный момент времени через нее можно было смотреть лишь одним глазом. [c.21]

С самого начала возникновения трехмерной голографии было ясно, что естественной областью применения голографии является отображение информации, и с середины 60-х годов специалисты широко используют эту возможность. В эти годы были разработаны одни из самых замечательных в мире устройств воспроизведения изображений. Но в те годы научно-технические достижения в этой области далеко обогнали внедрение их в практику. Эти голограммы имели высокую стоимость как при изготовлении, так и в эксплуатации. Поэтому техника голографического отображения не вышла за лабораторные рамки. [c.23]

Существует еще одна область применения голографического отображения, которая пока не исследовалась достаточно глубоко,— это использование голографических дисплеев в архитектуре. Голографическим способом можно изготавливать оконные цветные стекла. В проеме окон можно было бы размещать голо-графические решетки и изображения и ориентировать их таким образом, чтобы в зависимости от угла падения солнечного света цвет окон в помещении менялся. Отдельные голографические элементы составляются в такую композицию, что цвет и форма составного изображения будут меняться в течение дня. Можно представить себе и другие значительно более эффективные применения голографии в архитектуре, а не только изготовление трехмерных фресок, создающих иллюзию окна наружу . Автором была изго [c.500]

В голографической интерферометрии трехмерных объектов можно применять метод сфокусированного изображения, чтобы воспользоваться преимуществами восстановления в белом свете. Если объект не слишком плоский, то можно получить хорошее восстановление в белом свете только тех участков изображения, которые находятся вблизи фокальной плоскости. Когда изображение на голограмме оказывается уменьшенным, то соответственное увеличение интенсивности света на голограмме позволяет уменьшить время экспозиции. [c.527]

Голографическая диапроекция трехмерных изображений на большие экраны получит в будущем применение для иллюстрации докладов, информационных сообщений, рекламы. [c.3]

Следует ожидать также достаточно широкого практического применения проекционной голографии — проекции статических трехмерных голографических изображений на большие экраны для одновременного наблюдения большим числом зрителей. [c.9]

После разработки технических средств по уже известным и проверенным принципам, вероятно начнется практическое применение голографического кинематографа. Это обусловлено тем, что трехмерное изображение является жизненной необходимостью кинематографии, которая с первых дней своего возникновения развивается, следуя объективному закону непрерывного приближения условий восприятия в кинематографе к условиям восприятия в жизни, который определил переход кино от немого к звуковому, от чер-но-белого к цветному и определяет переход в будущем от двухмерного к трехмерному изображению. [c.9]

Уже выполненные теоретические и экспериментальные исследования показывают, что голографические методы регистрации н воспроизведения трехмерных изображений на основе разработанных принципов голографического кинематографа позволяют снимать и демонстрировать кинофильмы с трехмерным изображением без тех недостатков, которые присущи современным системам стереоскопического кинематографа. [c.9]

Приход в кинематографию голографических методов не означает отрицание методов стереоскопии. Наоборот, кинематограф с трехмерным изображением должен комплексно использовать голографию и многоракурсную стереоскопию. [c.9]

В свете указанных задач создание голографического кинематографа с регистрацией и воспроизведением трехмерных изображений представляет собой весьма актуальную проблему для ускорения научно-технического прогресса во многих важных отраслях науки, культуры и промышленности. [c.110]

Во-вторых, для кинопроекции трехмерных голографических изображений используют точечно-фокусирующий множительный го- [c.110]

Первая ступень получения голограммы — это фотографическая запись интерференционной картины, образованной объектной волной в зоне дифракции Френеля и опорной волной. Вторая ступень — восстановление записанного на голограмме изображения объекта путем освещения голограммы репликой опорной волны. Восстановленное таким образом изображение обладает трехмерными свойствами исходного объекта, а его качество зависит от угла между опорной волной и волной, продифрагировавшей на объекте. Габор работал с осевыми голограммами ), для которых этот угол равен нулю (т, е. опорная и дифрагирующая волны являются соосными). При восстановлении голограмма Габора формирует два сопряженных изображения объекта и когерентный фоновый шум, которые локализуются вблизи оптической оси. Это обстоятельство приводит к существенному ухудшению качества восстановленного изображения из-за интерференции между интересующим нас сфокусированным изображением объекта и фоновым шумом, а также между этим шумом и расфокусированным сопряженным изображением объекта. Лейт и Упатниекс в своих экспериментах ввели внеосевую опорную волну, представляющую собой несущую волну, модулированную информацией об объекте. Эти голограммы также создают при восстановлении два сопряженных изображения и фоновый шум однако два восстановленных изображения, каждое из которых может быть сфокусировано отдельно в своей плоскости, оказываются пространственно разделенными по углу друг от друга и от осевого фонового шума. Благодаря этому получаются восстановленные изображения хорошего качества, причем никакой интерференции с другими распределениями света, порождаемыми голографическим процессом, не происходит. [c.154]

Наряду с регистрацией и воспроизведением трехмерных изображений голографические процессы можно применять и для перевода обычных двухмерных киноизображений в голографические с последующим копированием и воспроизведением таких плоских изображений со следующими целями [c.124]

Проверенные экспериментально в СССР, США, ФРГ такие стереоскопические системы дают высокое качество трехмерного изображения. Стереотелевизионные системы, в которых трехмерное изображение наблюдают с помощью поляризационных очков или растров (без очков), хорошо совмещаются с киноголографическими системами. При этом из трехмерных изображений голографического кинофильма могут быть легко извлечены две составляющие изображений горизонтальных ракурсов для передачи по телевидению. [c.152]

Для иллюстрации эффектов затенения сечений в голографическом дисплее проводились эксперименты с аналогичными транспарантами, которые не подвергались р-фильтрации. При этом наблюдались сумл1арные изображения. При восстановлении изображений визуализирующий экран устанавливался на столике перпендикулярно направлению восстановления сечений, который мог перемещаться в этом направлении в любую сторону. Получаемые на экране изображения сечений трехмерного объекта регистрировались и вводились в ЭВМ для последующих измерений. [c.169]

Приведенные рассуждения и выводы затронули лишь случаи, когда объектом голографирования служит двумерный транспарант, но на практике голография интересна не столько как метод воспроизведения двумерных изображений, а как метод записи трехмерных отражающих и пропускающих объектов. Широко известны возможности голографической записи для воспроизведения объемных сцен, для снятия информации с используемых в ядериых исследованиях пузырьковых камер и т. д. [c.40]

Если сравнивать голографический метод с линзовым в варианте А, то заметных преимуществ голографический метод не несет. Линзовая система формирования изображения формирует волну, также содержащую информацию о пространственном распределении интенсивности в объекте. Потери информации о трехмерности объекта и в том, и в другом методе имеют место при использовании плоского приемника конечного изображения. Оба метода, в смысле передачи объемной информации, в этом случае оказываются равноцецными. Вместе с тем известно, что в случае линзовой системы информацию о трехмерности наблюдаемого объекта можно извлечь непосредственно в процессе наблюдения объекта, в то время как в случае голографии, где осуществляется промежуточная регистрация волнового поля, трехмерная информация (после записи) может извлекаться уже в отсутствие объекта в течение любого необходимого промежутка времени (вариант Б). В этом проявляется существенное преимущество голографической системы перед обычной линзовой. [c.122]

В гл. 7 будет показано, что если в качестве опорной используется одна и та же плоская волна как для записи голограммы, так и для восстановления голографического изображения, то воспроизводится точный исходный волновой фронт и изображение оказывается свободным от каких-либо аберраций. Однако если при восстановлении изображения намеренно (например, для обеспечения увеличения) или ненамеренно изменяют либо длину волны, либо геометрию опорного пучка, то возникнут аберрации. Формулы для вычисления увеличения были получены в параксиальном приближении. При этом, за исключением искажения трехмерного изображения, обусловленного различием в значениях продольного и поперечного увеличений, в восстановленном изображении не должно возникать каких-либо иных аберраций. Однако, используя более точные формулы, можно показать, что аберрации возникают всякий раз, когда восстанавливающий пучок отличается от опорного, применявшегося при регистрации голограммы. Эти аберрации можно классифицировать по тем же признакам, что и в обычных системах формирования изображения, а именно сферическая аберрация, кома, кривизна поля, астигматизм и дисторсия [10, 9, 4, 6, 1]. [c.72]

Нередко бывает так, что мы хотели бы получить голографическое изображение объекта, придуманного нами или не имевшегося у нас в наличии, или такого, для которого нельзя получить голограмму обычными методами. Например, нам понадобилась трехмерная модель молекулы, а строить ее обычными способами мы не имеем возможности. Или нам нужно получить дисплей срезов объекта (таких, например, которые получают с помощью ультразвуковых В-ска-неров) в их правильном трехмерном соотношении. Бывает так, что мы хотим записать небольшую голограмму большого объекта, но так, чтобы его восстановленное изображение не находилось далеко от голограммы. Для этих и многих других целей были изобретены различные методы формирования синтезированных изображений. Здесь описываются некоторые из этих методов. Однако мы не будем обсуждать голограммы, синтезированные на ЭВМ. Обсуждение этого хорошо разработанного аспекта увело бы нас в сторону от чисто оптической голографии. Голограммы, синтезируемые на ЭВМ, рассмотрены в книге Кольера и др. [3, гл. 19], где в гл. 18 обсуждаются многие из основных идей формирования синтезированных изображений. Мы опустили в нашем рассмотрении ссылки на литературу, поскольку в книге Кольера и др. можно найти как подробное обсуждение этого вопроса, так и иллюстрации и ссылки на литературу. [c.225]

На рис. 7 схематически показано, как действует сложная система трехмерной голографической памяти, изображенная на рис. 6. На рис. 7, а иллюстрируется процесс записи с целью регистрации страницы данных в некотором объеме среды с координатами xytf. При этом используется та же оптическая система, что и в двумерном случае, за исключением лишь дополнительного устройства отклонения, добавленного для того, чтобы менять угол падения опорного пучка на среду для записи голограммы. Оптическая система, так же как и в предыдущем случае, заставляет опорный и объектный пучки пересекаться в среде для хранения информации независимо от того, в какое место с координатами ху мы адресуем информацию (с помощью дефлекторов света). Таким образом, автоматическое слежение снова осуществляется с помощью оптического устройства. На рис. 7, б иллюстрируется процесс считывания в [c.428]

Другой попыткой решить проблему восстановления голограмм в белом свете является также использование метода узкой щели, но теперь ш,ель вертикальна. Этот метод, разработанный одновременно несколькими небольшими компаниями, получил различные названия, например мультиплексная голограмма , интеграфы и др., но более наглядно было бы назвать его стереограммой . Метод состоит в фотографировании объекта на стандартную 35-мм черно-белую пленку с помош,ью кинокамеры. Поскольку на данном этапе используется обычная фотографическая техника, объект может перемеш,аться и иметь произвольные размеры. Обычно в качестве объекта используются фигуры людей, выполняюш,их несложные повтор я юш,иеся движения, например играюш,их на музыкальных инструментах или танцуюш,их. Кинопленка помеш,ается на враш,аюш,ийся стол, и по мере враш,ения стола экспонируется тысяча и более отдельных кадров. При обычных скоростях кинокамеры цикл занимает от сорока секунд до минуты. Затем каждый отдельный 35-мм кадр освещается лазерным светом и проецируется через цилиндрическую линзу на маскированную полоску пленки одновременно со сфокусированным опорным пучком от того же лазера. Таким образом изготавливается ленточная голограмма спроецированного изображения. Процесс повторяется для каждого 35-мм транспаранта, в то время как голографическая пленка перемещается и экспонируется следующая полоса. В конце концов получается стереографическая голограмма шириной 20 мм и длиной 650 мм, которая восстанавливается источником белого света с вертикальной нитью. Восстановление в белом свете вызывает некоторое разделение цветов сверху вниз, но, с другой стороны, создает иллюзию трехмерного объекта, находящегося за искривленным кадром пленки. Иллюзия трех измерений возникает из-за параллакса, связанного с наличием определенного расстояния между глазами. Хотя теоретически существует лишь одно положение для наблюдения трехмерного изображения, вызывает удивление тот факт, как хорошо человеческое зрение приспосабливается и корректирует довольно значительные искажения. [c.492]

Исходя из этого соотношения, можно сделать вывод, что возможна запись трех голограмм, такая, что они восстанавливаются каждая в своем цвете. Именно использование широких голографических полос позволяет восстанавливать многоцветные голограммы без паразитных изображений, которые появляются в случае восстановления одним опорным пучком нескольких независимо записанных изображений. Разумеется, в будуш ем будет интенсивно вестись разработка доступной цветной трехмерной голографии, которая смогла бы удовлетворить нашим требованиям. [c.497]

Поскольку в голографической интерферометрии могут быть использованы волновые фронты с произвольным ггространственным изменением фазы, за объектом можно поместить рассеиватель, освещающий объект лучами во многих направлениях. В этом случае в голограмме содержится информация о различных оптических путях лучей, проходящих через объект, а изображения, восстановленные с различных частей голограммы, можно использовать для получения информации о трехмерной природе искажений внутри объекта. Типичным примером такой голограммы является дваждь экспонированная голограмма лампы, показанная на рис. 2, В этой структуре протяженный диффузный источник, расположенный за [c.514]

Для начала будет полезно отметить основные различия между мнимым голографическим изображением и фотограмметрической стереомоделью. В стереофотограмметрии субъективно воспринимаемая трехмерная модель образуется пересечением двух сопряженных пучков лучей, исходящих из сопряженных изображений взаимно ориентированных фотографических стереопар. Эта субъективно воспринимаемая модель есть не что иное, как стереомодель. Даже такая стереомодель, будучи воспринятой глазом, дает всего лишь одну фиксированную перспективу объекта. Наоборот, мнимое изображение, восстановленное с голограммы, представляет собой истинное трехмерное изображение и содержит все монокулярные параллаксы, которые имел реальный исходный объект. Число различимых перспектив ограничивается только апертурой голограммы, на которой записано,рассеянное объектом поле. [c.679]

Прямое голографирование открывает уникальные возможности в фотограмметрии компактных объектов. Глубина резкости восстановленного мнимого изображения зависит лишь от параметров используемого когерентного излучения, и ею можно управлять в соответствии с рассматриваемой задачей. В стереофотографии с целью получения большой глубины резкости прибегают к компромиссу, теряя в разрешении. Множество перспектив голографического изображения облегчает измерение координат точки, увеличивает точность и делает процедуру измерения менее утомительной. Эту операцию может выполнить даже человек с монокулярньий зрением, что было бы невозможно в стереофотограмметрии. На рис. 2,6 приведен пример получения контуров при монокулярном зрении. Однако голография имеет свои собственные ограничения. Если фотограмметрия, проводимая с помощью стереофотографии, не имеет ограничений на размер исследуемого объекта, то геометрические и физические аспекты голографии вместе с требованием к когерентному освещению накладывают определенные ограничения на размер объекта. При измерениях голографического мнимого изображения используется масштаб лишь один к одному и нельзя добиться увеличения, не исказив при этом восстановленное изображение. В этом смысле стереофотограмметрия имеет определенные преимущества перед непосредственным голографированием. Однако способность регистрировать и обмерять трехмерные объекты без нарушения масштаба открывает новые возможности и делает голографию ценным дополнением к фотограмметрии компактных объектов. Курц и др. [71, а также Микэйл и др. [8] сделали хороший обзор работ, выполненных на эту тему. [c.682]

В предыдущем разделе отмечалось, что голографирование объектов представляет собой полезное дополнение к фотограмметрии, и фотограмметрические методы определения координат точек можно применять для получения количественной информации на основании мнимого изображения объекта. Если объект либо слишком мал, либо слишком велик, чтобы можно было с достаточной степенью точности получить его контурную карту, то приходится прибегать к некоторому пересчету, который позволил бы сделать задачу удобной для извлечения информации, В частности, при больших размерах объекта его невозможно осветить когерентным светом, и необходимо производить некоторую промежуточную регистрацию данных. Эту промежуточную запись можно преобразовать в мнимое голографическое изображение, содержащее (с определенной субъективной точки наблюдения) информацию о рельефе поверхности объекта. В последние несколько лет был предложен ряд методов синтезирования трехмерных мнимых изображений, восстановленных с голограмм, на которых записаны изображения набора двумерных фотографий объекта. Такие голограммы можно отнести к классу составных. Кольер и др. [2] определили составную голограмму как совокупность небольших голограмм, расположенных в одной плоскости, причем каждая из них находится близко к соседней или перекрывается с ней. Волновые фронты, записанные на отдельных голограммах, не обязательно являются непрерывными или когерентными друг с другом. Однако при освещении восстанавливающим пучком одновременно всей такой голограммы, волновые фронты, записанные на отдельных небольших голограммах, взаимодействуют и образуют изображение, которое субъективно воспринимается как трехмерное. Варнер [101 дал хороший обзор этих методов. Дополнительную информацию по составным голограммам можно найти в 5.5. Как правило, эти методы были предложены в качестве новых средств записи и наблюдения стереоизображений или же как методы уменьшения информационной емкости, для того чтобы можно было передавать голограмму трехмерного изображения по электрическим каналам связи. Исключением являются голографические стереомодели, которые предназначаются для последующей обработки и синтезируются с выполнением определенных требований. [c.684]

В случае френелевской стереомодели ее размер может быть больше, чем размер голограммы, в то время как для стереомодели сфокусированного изображения размер модели ограничивается размерами регистрирующей фотопластинки. Однако последняя модель имеет ряд преимуществ, в частности ее можно применять для тренировки операторов или для качественного анализа информации. В случае голографической стереомодели сфокусированного изображения отсутствуют спеклы, характерные для любого диффузного когерентного освещения. Можно также осуществить качественную, но быструю операцию получения данных из голографической стереомоделн путем наложения трехмерной решетки на мнимое изображение [9]. Приведенные аргументы убедительно показывают, что голографические стереомодели могут стать хорошим дополнением к обычным фотограмметрическим методам, [c.689]

Работы советских ученых в области изобразительной голографии и голографического кинематографа получили высокую оценку как в СССР, так и за рубежом. В газете Правда 13 июня 1984 г. сообщалось о создании первой установки, с помощью которой еще в 1976 г. был снят и показан участникам Международного конгресса по кинотехнике 30-секундный экспериментальный монохромный голографический фильм. Одновременно изображение предметов в трехмерном пространстве могло наблюдать четыре зрителя. В журнале английского общества кинематографии, звука и телевидения и в журнале американского Общества инженеров кино и телевидения в январе 1977 г. указывалось, что НИКФИ убедительно доказал возможность демонстрации короткого голографического фильма на экране шириной один метр и что в СССР найден ключ к решению проблемы голографического кинематографа. [c.3]

В 1976 г. в НИКФИ авторами книги были разработаны и экспериментально проверены принципы голографического кинематографа, предусматривающие использование съемочных и проекционных объективов с широким зрачком, точечно-фокусирующих множительных голографических экранов, голографических кинопленок с толстым слоем, обладающих высокой спектральной й угловой селективностью, а также использование двух методов киносъемки с помощью лазеров в когерентном свете и с помощью растров в некогерентном свете с последующим переводом растрового изображения в голографическое. Было экспериментально подтверждено, что на основе указанных принципов в будущем возможно создать систему голографического кинематографа с цветным трехмерным изображением, обладающую большими преимуществами по сравнению с применяемыми системами кинематографа. В этих работах участвовал Г. А. Соболев. [c.8]

Наряду с применением голографического кинематографа как кинозрелища с трехмерным изображением следует ожидать, что разработанные принципы будут положены и в основу создания тех- [c.9]

Среди большого числа предложений по созданию голографического кинематографа в книге рассматриваются принципы, разработанные и впервые экспериментально проверенные в НИКФИ в 1976 г., в основе которых лежат следующие четыре идеи. Во-первых, для киносъемки и кинопроекции трехмерных голографических изображений используют объективы с широким зрачком (около 200 мм), позволяющим зарегистрировать на голографической кинопленке множество изображений снимаемого объекта, каждое из которых отличается ракурсом, соответствующим определенной точке, расположенной в том или ином месте зрачка объектива. Широкий зрачок позволяет при кинопроекции воспроизвести множество изображений объекта в разных ракурсах, которые сливаются в единое трехмерное изображение. Трехмерное изображение снимаемой сцены уменьшается съемочным объективом до размеров кадра на пленке. При кинопроекции голографическое изображение, воспроизводимое голограммой-кадром фильма, увеличивается проекционным объективом до размеров, соответствующих размерам снятой сцены. [c.110]

В-третьих, для съемки и копирования трехмерных голографических киноизображений применяют голографические кинопленки со сравнительно толстым эмульсионным слоем (более 10 мкм). При этом голограммы обладают угловой и спектральной селективностью, что позволяет независимо друг от друга воспроизводить цве-тоделенные составляющие цветного изображения (синюю, зеленую и красную) с правильной передачей цвета и без ложных изображений. [c.111]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...