6 أشياء قد لا تعرفها عن التصوير المجسم

إذا كانت الصورة ثنائية الأبعاد تساوي ألف كلمة ، فإن الصورة ثلاثية الأبعاد تساوي مليون كلمة. مع التصوير المجسم ، من الممكن إعادة بناء الصور ثلاثية الأبعاد باستخدام الصور المجسمة ، والعملية لا تشبه أي شيء موجود في تقنية العرض التقليدية. على الرغم من أنه تم اختراعه منذ أكثر من 70 عامًا ، إلا أن التصوير المجسم يظل أفضل مرشح لتحقيق عروض ثلاثية الأبعاد حقيقية. نقدم هنا ستة أشياء قد لا تعرفها عن عالم التصوير المجسم الغريب والرائع.

1. توباك ليس صورة ثلاثية الأبعاد



عندما ترى Tupac أو Michael Jackson أو أي شخص في هذا الشأن مُسقط بالطريقة التي تراها في الحفلات الموسيقية أو ما شابه ، فهي ليست صورًا مجسمة. إنها خدعة ، ولا علاقة للصورة المجسمة الأساسية بهذا على الإطلاق. تم اختراع الحيلة التي يتم استخدامها في القرن التاسع عشر بواسطة John Pepper لإبهار أعضاء الجمهور المطمئنين بأن شبح ظهر بجانب الممثلين على خشبة المسرح (في الصورة أعلاه). في الواقع ، تم توظيف وهم ذكي ، حيث توضع قطعة من الزجاج بزاوية بين الجمهور. تم استخدام المسرح لعكس الضوء من ممثل ما أسفل المسرح تجاه الجمهور ، ولكن مع السماح لهم برؤية المرحلة المقبلة. لأن الزجاج شفاف بشكل فعال ، نعتقد أن هناك شبحًا يحوم على خشبة المسرح. على هذا النحو ، فإن معظم 'الصور المجسمة' التي تظهر على التلفزيون هي نوع من أنواع خدعة شبح Pepper.



2. فقط الهولوغرام هو الهولوغرام: فهو يختلف بشكل ملحوظ عن أي شيء آخر

لنفترض أنك التقطت للتو صورة لمشهد. لقد التقطت الكاميرا ووجهت بعض المعلومات ونقرت عليها والتقطتها. من وجهة نظر البصريات ، لقد قمت بتخزين بعض السعة بمتوسط ​​الوقت لحقل الضوء المنبثق من هذا المشهد باستخدام بعض أشكال أجهزة الاستشعار (في قنوات RGB منفصلة). نتيجة لذلك ، تم التخلص من كمية هائلة من المعلومات داخل هذا المجال الضوئي. يؤدي جمع هذه المعلومات فقط إلى التقاط نسبة ضئيلة مما هو موجود. الصورة العاكسة ثلاثية الأبعاد (اخترعها دينيس جابور في عام 1947 ، التصوير الهولوجرافي (من المعنى اليوناني 'الرسم الكامل') بمعناه الأساسي ، هو تسجيل جميع معلومات مجال الضوء ثم إعادة بنائها بحيث لا يتمكن المراقب عند عرضها تخبرنا بالاختلاف عن المشهد الأصلي لأن الهولوغرام 'يمنح' المراقب جميع المعلومات الأصلية.



لرحلة مذهلة حقًا إلى هذا العالم الرائع ، نوصي بالفيديو التالي:

الآن من الطبيعي أن تسأل: كيف يمكننا القيام بذلك؟ حسنًا ، إذا أخذت الكائن الذي تريد عرضه ، فأضاءته بالليزر ، وتداخلت مع هذا الضوء المتناثر بليزر آخر (انظر الشكل) ، فإن تسجيل هذا النمط الذي تم إنشاؤه هو الهولوغرام (2). إنه يلتقط معلومات السعة والطور والطول الموجي للكائن. الآن إذا نظرنا إلى هذا النمط تحت المجهر ، فسنرى فقط أطراف التداخل هذه ، وهو أمر غير مثير للاهتمام. ومع ذلك ، إذا أضاءنا بنفس المصدر ، فإن الضوء ينتشر من جميع الأطراف في وقت واحد ويتداخل مع نفسه لإعادة بناء المجال الضوئي للكائن الأصلي.



الهولوغرافي

يكمن جمال هذه التقنية في أنها لا تزال الطريقة الوحيدة لإعادة بناء المعلومات ثلاثية الأبعاد حقًا وتحقيق عروض ثلاثية الأبعاد حقيقية. ومع ذلك ، تم تنفيذ هذه التقنية في الأصل منذ ما يقرب من 70 عامًا لتشكيل صور ثلاثية الأبعاد ثابتة. لكن لماذا لا يمكننا فقط تغيير الصور المجسمة ديناميكيًا وإنشاء عرض ثلاثي الأبعاد بشكل فعال؟ هذا تمت مناقشته في القسم التالي.

3. لا تزال العروض الثلاثية الأبعاد الثلاثية الأبعاد في منزلك بعد عقودالهولوغرافي

تكمن مشكلة إنشاء عروض ثلاثية الأبعاد ثلاثية الأبعاد في أن كمية المعلومات التي تحتوي عليها صورة ثلاثية الأبعاد نموذجية هائلة ؛ يحتوي الضوء على الكثير من المعلومات! على سبيل المثال ، يُعتقد أن ترتيب مليون تريليون بكسل مطلوب من أجل تحقيق عرض ثلاثي الأبعاد نقي ثلاثي الأبعاد (1،3) ، وبمعدل تحديث نموذجي ، على سبيل المثال ، 30 إطارًا في الثانية ، وهذا مذهل كمية البيانات. ليس هذا فحسب ، بل نحتاج أيضًا إلى تقنية يمكنها تسجيل (في الوقت الفعلي) جميع المعلومات المعقدة في مجال الضوء ، وتكنولوجيا الاتصالات القادرة على نقل هذه الكمية الهائلة من البيانات ، ثم جهاز كمبيوتر من أجل معالجة هذه البيانات. بالنظر إلى أننا على وشك الدخول في عصر تلفزيون 4K (وهي شاشة مصنوعة من حوالي 10 ملايين بكسل) ، فإننا بعيدون بعض الشيء.

4. يمكن إنشاء صورة ثلاثية الأبعاد وعرضها باستخدام أجهزة الكمبيوتر

كما تمت مناقشته ، نحن نتعامل مع الكثير من المعلومات. تُعرف الأساليب الحديثة لعرض الصور المجسمة الديناميكية باسم مُعدِّلات الضوء المكاني (SLMs). إنها في الأساس أجهزة عرض صغيرة شبيهة بالتلفزيون تظهر عليها الصور المجسمة ، ويضيء ضوء الليزر أو ينعكس ، ويتشكل النمط على الجانب الآخر.

الآن ، كيف نحسب صورة ثلاثية الأبعاد؟ من الناحية المثالية ، يمكننا تسجيل جميع المعلومات الخاصة بمجال الضوء للمشهد ، ومع ذلك ليس لدينا تقنية تجارية للقيام بذلك. يمكننا إجراء محاكاة كاملة للموجات الكهرومغناطيسية لمشهد محاكى لاكتشاف كيف يبدو مجال الضوء المنتشر من جسم ما في جميع النقاط في الفضاء ، ثم تسجيل هذه المعلومات لتشكيل صورة ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك ، يعد هذا كابوسًا من الناحية الحسابية مع التكنولوجيا الحالية. يبدو أن الطريقة الأفضل (حتى يمكن إجراء محاكاة الموجة الكاملة بسرعة) هي أننا يمكن أن نكون ذكيين بشأن الأشياء وننظر أعمق في الرياضيات الأساسية وراء الظواهر.

الهولوغرافي

في الأساس ، نقوم بعمل تقريب. اتضح أنه عندما ينحرف الضوء ، إذا كنت بعيدًا بما يكفي عن نقطة الانعراج ، فإن النمط الذي تراه مرتبط بتحويل فورييه للتمثيل الرياضي لجسم الحيود. ما يعنيه هذا هو أنه نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر الخاصة بنا يمكنها حاليًا تنفيذ FFTs بسرعة ، يمكننا إنشاء صور ثلاثية الأبعاد يتم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر بسرعة. لذلك ، من خلال عرض هذا على SLM ، يمكننا تشتيت الضوء لتكوين صور عشوائية حسب الرغبة. هذه المنطقة تسمى التصوير المجسم الناتج عن الكمبيوتر. أوالآن بعد أن أصبحت أجهزة الكمبيوتر أسرع وأكثر كفاءة ، أصبحت منطقة بحث ساخنة.

5. كانت أفضل محاولة لمشاهدة تلفزيون هولوغرافيك قبل عقد من الزمن وكلفتها ثروة

طورت Qinetiq نموذجًا أوليًا للشاشة الثلاثية الأبعاد يعتمد على تقنية تعديل الضوء المكاني منذ 12 عامًا. واستخدمت نظامًا نشطًا للتبليط مزودًا بمعدلي ضوء مكاني مختلفين لتوفير جميع إشارات العمق اللازمة لإنتاج صورة ثلاثية الأبعاد. كان إنتاجه مكلفًا وتم إيقافه بعد وقت قصير من التطوير ، ومع ذلك فهو أقرب عرض ثلاثي الأبعاد حقيقي يتم عرضه.

الهولوغرافي

6. التصوير المجسم ليس فقط للتلفزيون الخاص بك

على الرغم من أننا ناقشنا حقيقة أن العروض الثلاثية الأبعاد لا تزال بعيدة بعض الشيء ، إلا أن التصوير المجسم كنظام لا يقدر بثمن وله تطبيقات في العديد من المجالات. هنا ليست سوى أمثلة قليلة:

  • التصوير الإلكتروني: من خلال مراقبة تحول طور التداخل الإلكتروني (بسبب المجال الكهربائي والمادي) أثناء مرورها عبر مواد الأغشية الرقيقة ، من الممكن تحديد تكوين المواد.
  • مخزن البيانات: تخزن الأقراص الضوئية التقليدية المعلومات على السطح. ومع ذلك ، مع التصوير المجسم ، من الممكن تسجيل المعلومات في جميع أنحاء حجم المادة وفي زوايا مختلفة - وبالتالي من الممكن تخزين المزيد من المعلومات من حيث الحجم مثل تقنيات تخزين البيانات الضوئية التقليدية.
  • ملاقط بصرية ثلاثية الأبعاد:تستخدم الملاقط البصرية قوى الضوء لتحريك الجسيمات الصغيرة (خاصة للتطبيقات البيولوجية) وإنشاء مصائد بصرية. باستخدام الصور المجسمة التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر ، يمكن للباحثين التعامل مع مجموعات كبيرة من الجسيمات على مسافات صغيرة.
  • الأمان: تم استخدام الصور المجسمة على الأوراق النقدية وبطاقات الائتمان لعقود. يتم استخدامها عادةً لأن التكنولوجيا المطلوبة لإنتاج مثل هذه الهياكل متطورة إلى حد ما.

المراجع

(1) ج. جينج ، المحامي. يختار، يقرر. الضوئيات 5، 456 (2013).

(2) ب.ج. كريس وبي.مايرويز ، البصريات الرقمية التطبيقية (وايلي ، 2000).

(3) M. Lucente، in SMPTE 2nd Annu. كثافة العمليات أسيوط. مجسمة. 3D Media Entertainment. - شركة نفط الجنوب. صورة متحركة. تلفزيون. م. (2011).

Copyright © كل الحقوق محفوظة | 2007es.com