 |
Listy z laboratorium
czyli świat kontra SF
|
|
Stowarzyszenie sennej holowizji Dariusz Adamus
Pamiętacie genialnego wynalazcę Galleghera i jego robota Joego z opowiadań Henry'ego Kuttnera? Ten samouk bez formalnego wykształcenia posiadał jedną wartościową cechę: swoją podświadomość, która wyzwolona na skutek spożycia dużej ilości alkoholu przejmowała kontrolę na Gallowayem. Podświadomość ta kierowała się przedziwną logiką nieraz wpędzając biednego wynalazcę w kłopoty, ale też tworząc genialne wynalazki. Pewnego razu Gallagher stworzył maszynkę połykającą ziemię (zlecenie przedsiębiorcy budowlanego) i tworzącą bardzo wytrzymały drut (cięgła do sterów w statkach kosmicznych na zlecenie wojska), który był całkowicie przezroczysty, a oświetlony ultrafioletem świecił światłem widzialnym. Kostka sześcienna upleciona z tego drutu miała stanowić ekran odbiornika telewizji trójwymiarowej (zlecenie prywatnej stacji telewizyjnej). Trzy w jednym, nieźle co? Przypomniała mi to opowiadanie notka w jednej z gazet, że firma JVC - lider w dziedzinie wyświetlania obrazu planuje jeszcze w tym roku pokazać prototyp wyświetlacza zrobionego na bazie fotopolimeru firmy DuPont, mogącego wyświetlać obrazy w trzech wymiarach.
Trzeci wymiar to ostatnia już przeszkoda na drodze do pełnego odwzorowania rzeczywistości postrzeganej przez
nasze oczy. Od samego początku technika fotografii była intensywnie rozwijana w różnych kierunkach. Pracowano nad trwałością zdjęć, jakością odbitek czy fotografią barwną. Niedługo potem pojawiła się ruchoma fotografia, czyli film. Ówcześni wynalazcy coraz lepiej pojmowali zagadnienia optyki. Nie umknęła im również kwestia widzenia przestrzennego.
Możemy postrzegać świat jako trójwymiarowy dzięki temu, że posiadamy dwoje oczu oddalonych od siebie (mniej więcej o 65 mm u osób dorosłych), których zakres widzenia pokrywa się. Na podstawie dwóch nieco różnych obrazów mózg ludzki jest w stanie odtworzyć położenie przedmiotów w przestrzeni. Trik ten bardzo prędko został wykorzystany przez właścicieli fotoplastykonów. Fotoplastykon był bardzo popularny na początku naszego stulecia. Była to maszyna wyposażona w szereg obiektywów - wzierników za którymi przesuwały się slajdy. Dzięki wprowadzeniu podwójnych obiektywów, przypominających nieco lornetkę i umieszczeniu za nimi dwu zdjęć tego samego widoku, ale przesuniętych względem siebie o owe 65 mm udało się stworzyć wrażenie głębi. Próbowano też w podobny sposób kręcić filmy przestrzenne przy pomocy dwu sprzężonych kamer. Niestety niewygody związane z oglądaniem tak powstałych obrazów spowodowały zaniechanie dalszych prób. Pamiętam, że jako dziesięcioletnie pacholę dostałem coś w rodzaju przenośnego fotoplastykonu wielkości lornetki teatralnej, do którego były specjalne krążki z podwójnymi slajdami przedstawiającymi stolice świata. Wrażenie było niesamowite.
Aż do niedawna prace nad stworzeniem iluzji doskonałej nie wychodziły poza fazę eksperymentów.
Jest wiele technik pozwalających oszukać ludzkie oko. Najstarsze z nich polegają na przesłonięciu oczu - jednego czerwoną a drugiego zieloną folią, dzięki czemu linie narysowane tymi kolorami są widziane tylko przez jedno oko. Takie okulary dołączono swego czasu do Resetu - miesięcznika traktującego o grach komputerowych. W parkach rozrywki i niektórych kinach japońskich stosuje się okulary wyposażone w polaryzatory - pionowy dla lewego oka i poziomy dla prawego.
Polaryzatory to takie materiały, które przepuszczają światło tylko o określonym kierunku drgania fali. W każdym wyświetlaczu ciekłokrystalicznym jest co najmniej jeden taki polaryzator. Jeśli więc na ekranie kinowym będziemy wyświetlali oba obrazy dla lewego i prawego oka jednocześnie, używając światła spolaryzowanego o odmiennej polaryzacji dla każdego oka, to dzięki tym okularom informacje zostaną rozdzielone na dwa obrazy. A tak popularne niedawno stereogramy?
Prawdziwy rozwój technik 3D stał się możliwy dzięki rozwojowi komputerów. Pamiętacie pierwsze hełmy 3D, ciężkie i niewygodne jak choćby VFX-1? To one utorowały drogę następnym generacjom okularów. Biedny Johny Mnemonic. Praca z czymś takim musiała przyprawić o ból głowy. Najbardziej popularne ze współczesnych opierają się na zasadzie naprzemiennego wyświetlania obrazu dla lewego i prawego oka na monitorze, a okulary sterowane przez komputer odpowiednio przesłaniają raz jedno raz drugie oko. Aby obraz nie migał, częstotliwość odświeżania ekranu musi wynosić co najmniej 80 Hz. Kto raz zagrał w Unreal 3D, zbrzydnie mu płaski ekran. O tych i innych metodach generowania obrazu przestrzennego na komputerze możecie przeczytać na stronach Stereo3d.
Jest też drugi powód, dla którego podejmuję temat telewizji przestrzennej. W tym roku mija równo 50 lat od czasu, gdy węgierski fizyk D.Gabor bazując na pracach Ernesta Abbego i M. Wolfkego stworzył teorię holografii. Jak sama nazwa wskazuje (holos- pełny, gramma - zapis), jest to metoda na zapisanie pełnej informacji przestrzennej nie tylko obrazu, ale na przykład dźwięku. My skupimy się na obrazie. Holografia pojawia się bardzo często w filmach z gatunku sf. Nie tylko rebelianci planujący atak na drugą Gwiazdę Śmierci w Powrocie Jedi posługują się obrazem holograficznym. Ulubionym sposobem spędzania wolnego czasu na statku Enterprise jest zabawa w holodeku. Przewaga holografii nad innymi systemami tworzenia wrażenia głębi polega na tym, że do oglądania obrazu nie potrzeba żadnych okularów, a obraz holograficzny jest pełnym zapisem i światło, które dociera do naszych oczu jest identyczne, gdy widzimy autentyczny przedmiot i jego obraz. Jak to się dzieje? Zwykłe zdjęcie jest tylko zapisem jasności danego obiektu i jego barwy, czyli natężenia i częstotliwości fali elektromagnetycznej, którą w końcu jest światło. Jak pamiętamy ze szkoły, do pełnego opisu fali potrzebna jest jeszcze informacja o fazie, czyli położeniu przestrzennym źródła fali. Właśnie sposób na zapisanie tej informacji odkrył Gabor. Wykorzystał on dwa dobrze znane zjawiska fizyczne: dyfrakcję, czyli ugięcie fali w pobliżu krawędzi nieprzezroczystych przedmiotów i interferencję czyli nakładanie się fal z jednoczesnym wzmacnianiem bądź osłabianiem. Jeśli oświetlimy fotografowany przedmiot światłem spójnym (np. laserowym) i jednocześnie część tego światła skierujemy na kliszę fotograficzną, to te dwie wiązki światła będą ze sobą interferowały na powierzchni kliszy (wzmacniając się tam, gdzie promienie będą zgodne w fazie i osłabiając gdy fazy będą przeciwne), tworząc obraz interferencyjny. Jeśli popatrzymy na taką kliszę w normalnym świetle, zobaczymy tylko prążki interferencyjne.
Dopiero po oświetleniu laserem powstanie trójwymiarowy obraz przedmiotu, który był sfotografowany. Światło lasera ugina się na prążkach kliszy i interferuje samo ze sobą. Dzisiejsze hologramy nie wymagają już obecności światła laserowego przy odczytywaniu i dają się oglądać w zwykłym świetle. Hologram objętościowy, który to umożliwia, wykonuje się podobnie do hologramu płaskiego, ale trzeba użyć grubszej warstwy materiału światłoczułego na kliszy. Proces wymaga wielokrotnego naświetlania światłem o różnej barwie. Chociaż hologramy znalazły wielorakie zastosowania: dzieła sztuki, zabezpieczenia banknotów, towarów, świadectwa autentyczności, wyświetlacze przezierne w samolotach wojskowych (tak!) to ciągle nie można mówić o holograficznej telewizji.
Dzisiejsze komputery posiadają na tyle duże moce obliczeniowe, by w rozsądnym czasie zasymulować tworzenie hologramu w wirtualnej scenie bądź opracować widok rzeczywisty z dwu kamer. Problem jest z uzyskaniem holograficznego obrazu. Nad problemem tym pracuje między innymi MIT Media Lab Spatial Imaging Group prowadzona przez Marka Lucente. Pracując od 1989 roku stworzyli oni projektor mogący generować w czasie rzeczywistym trójwymiarowe ruchome i kolorowe hologramy o szerokości 140 mm, wysokości 80 mm i głębokości do 150mm. Dokładny opis projektora znajdziecie na Holowizja.
Myślę że pora by telewizja, która w obecnej formie osiągnęła granice rozwoju, wraz z nastaniem nowego milenium wkroczyła w trzeci wymiar.
Dla chcących dowiedzieć się więcej podaję kilka przydatnych adresów:
Holografia - zbiór ciekawych linków
A hologram production site
Christian Taeuber's Page
Podstawy fizyczne holografii
Dariusz Adamus
Magazyn Fantastycznie! nr 11/99
www.magazyn.pl/sf
|
|
W numerze bieżącym: |
Dobór naturalny pod prześcieradłem Siostry Margaret i Kate Fox rozmawiając z "duchami" zyskały wielką sławę i majątek...Dariusz Adamus, nr 2/2000
|
W poprzednich numerach: | Pod choinkę chciałbym nieśmiertelność!!! W literaturze i filmach największym marzeniem nieśmiertelnego człowieka jest umrzeć...Krzysztof Śmiatacz, nr 1999/2000
Bądź grzeczny bo nic nie dostaniesz pod choinkę No właśnie a co to jest "nic"...?Krzysztof Śmiatacz, nr 1999/2000
Stowarzyszenie sennej holowizji Trzeci wymiar to ostatnia przeszkoda na drodze do pełnego odwzorowania rzeczywistości...Dariusz Adamus, nr 11/99
Star Wars - podejście fizyczne Jest w tym filmie kilka astronomicznych błędów...Phil Plait, nr 10/99
Naciśnij Enter Kamery wideo wmontowane w guziki czy mikrofony podsłuchowe wielkości szpilki przestały być już wizją fantastów...Dariusz Adamus, nr 9/99
Gadający toster czyli myślące maszyny Grając w gry często narzekamy na niski poziom inteligencji komputerowych przeciwników...Dariusz Adamus, nr 7-8/99
Nasze prawo do mieszkańców innych światów Patrząc w niebo nie można oprzeć się myśli, że niedosiężne światy zamieszkiwać mogą żywe, czujące i myślące istoty...Dariusz Adamus, nr 6/99
|
|