Обзор работ по созданию голографического кинематографа

Метод рассеивающей пластинки был предложен Гейнсом и Бруммов. В этом методе (рис. 4.1 а) ) объект l освежается когерентным светом 5. Лучи, отраженные от объекта, проходят через пластинку 2. Часть преломленных лучей проходит через кинопленку 3, которая освещается также опорным пучком 4. На небольшой голограмме можно зарегистрировать изображение большого объекта l в широком диапазоне ракурсов, зависящем от ширины пластинки 2.

На рис. 4.1 б) показана схема воспроизведения киноизображения. Голографический фильм 3’ освещается восстанавливающим пучком 4’ в противоположном направлении. Дифрагированные лучи проходят от фильма 3’ к аналогичной рассеивающей пластинке 2’, преломляются и формируют в пространстве большое голографическое изображений 1’, рассматриваемое зрителями 6. Это изображение является псевдоскопическим, однако возможно произвести обращение изображение в ортоскопическое. В голографии ортоскопическим изображением называется такое, в котором распределение разности фаз на поверхности изображения объекта соответствует распределению разности фаз на поверхности объекта. Наблюдатель видит при этом «обычное» изображение объекта (в «необычном» выпуклости изображения могут соответствовать вогнутостям объекта и наоборот).

Метод рассеивающей пластинки имеет низкую световую световую эффективность, так как малая часть световых лучшей проходит через кинопленку. Но во время съемки. основной недостаток этого метода заключается в очень низком отношении сигнал/шум.

____________________________

Рис. 4. 1. Схема съемки (а) и воспроизведения (б) голографического фильма методом рассеивающей пластинки

Резкость и контрастность изображения получаются неудовлетворительными. Дело в том, что размер рассеивающего элемента пластинки должен быть очень мал, меньше зрачка человеческого глаза, чтобы зрительно не замечал структуру пластинки, а для достижения высокой резкости изображения необходимо, чтобы точность падения дифрагированных лучей на пластинку была очень высокой. Цель, в которую должен попасть дифрагированный луч, должна быть в сотни раз меньше, чем рассеивающий элемент. Для большой аудитории это означает, что аберрации восстановленных лучей должны быть меньше угловой секунды, что на практике достигнуть невозможно.

Другой метод, метод большой линзы, был исследованом Лейтом, Бруммом и Хсиао. В этом методе (рис. 4.2 а) ) объект l освещается пучком когерентного света 5. Лучи, отраженные от объекта l, фокусируются большой линзой 2 на кинопленку 3, куда также попадает опорный пучок 4. Небольшой голографический фильм 3 может фиксировать изображение большого объекта l. Диапазон ракурсов зависит от диаметра линзы 2. Изображение воспроизводится по схеме (рис. 4.2 б) ). Голографический фильм 3’ освещается восстанавливающим пучком 4’. Восстанавливающие лучи проходят от фильма 3’ через линзу 2, которая формирует в пространстве псевдоскопическое изображение l’ объекта для зрителя 6. Можно также осуществить обращение этого изображения.

Подобный метод не применим для большой аудитории, так как потребуется иметь линзу диаметром в несколько метров что трудной осуществить. Кроме того, угол поля линзы очень мал вследствие большого

_____________________

Рис. 4. 2. Схема съемки (а) и воспроизведения (б) голографического фильма методом большой линзы

расстояния между линзой пленкой (порядка одного градуса и менее), что тоже неприемлемо для кинематографа.

Существует еще несколько методов, которые также имеют ряд несовершенств:

· Метод большого зеркала Ю. Н. Денисюка;

· Метод больших цилиндрических линз Д. Джона;

· Метод многогабаритной съемки Р.Н. Денисюка;

· Метод изготовления голограмм с предварительной съемкой в некогерентном свете через множество маленьких линз Р. Поля;

· Метод голографической киносъемки объектов, движущихся по эллипсу Г.Куртца;

· Метод голографической съемки с помощью комплекса плоских зеркал Т. Окоши.

Все рассмотренные методы могут найти применение в различных областях для визуализации объемных изображений, но не имеют серьезных перспектив для художественного голографического кинематографа.

В марте 1985 года К. Эйкинзман и Г. Фиман (Франция) сняли короткий голографический кинофильм на 126-миллиметров голографическую кинопленку. Для киносъемки использовалась киносъемочная камера с непрерывным движением пленки и импульсный лазер. Трехмерное монохромное голографическое киноизображение воспроизводилось с помощью устройства Visi-Laxer 3D при частоте 24 кадров в секунду и при размере кадры 100х100миллиметров.

Поиски путей создания голографического телевидения ведутся с тех пор, как получили первые голографические изображения в лазерном свете.

После первых положительных результатов по съемке монохромного голографического кинофильма, продемонстрированного в 1976 году в научно-исследовательском кинофотоинституте велись работы по проверке принципов цветного голографического кинематографа и созданию технических средств, которые включают: лазеры для съемки, копирования и проекции; потику (киносъемночные и проекционные объективы, большие зеркала и линзы, различные оптические элементы; фотоматериалы (пленки для съемки и копирования с лазерами непрерывного действия и импульсными, пластинки для голографического экрана): процессы обработки и проявочные машины; съемочную, копировальную и проекционную аппаратуру; вспомогательное электронное и механическое оборудование.

В 2008 -2009 годах в научно-исследовательском кинофотоинституте составлена программа съемки первого коммерческого голографического кинофильма и сооружения первого в мире голографического кинотеатра на 100 зрительских мест.

Ранее проведенные научно-исследовательские работы, съемка короткого голографического фильма-ролика и воспроизведение цветных трехмерных изображений перед голографическим экраном размером 1 метр показали, что имеется принципиальная возможность создать коммерческую систему голографического кинематографа, снять коммерческий голографический кинофильм и показать его в голографическом кинотеатре.

Такая возможность была подтверждена научной общественностью США, России, Англии, Франции на многочисленных конференциях и публикациях. Великий русский кинорежиссер Андрей Тарковский в 1985 году в своем выступлении перед кинематографистами Италии сказал, что “важнее всего было бы для кино стать голографическим”. Подобное мнение высказывали и другие выдающиеся деятели искусства кино. как например, С.А. Герасимов. Замечательный композитор Э. Артемьев, известный своими работами в кино, в журнале “Вопросы философии” писал “Качественное кино найдет наконец себя именно в голографии”. В 2008 – 2009 годах были разработаны программы создания комплекса технических средств театрального голографического кинематографа (руководитель В.Г. Комар). Программа предусматривает съемку коммерческого голографического кинофильма и сооружение голографического кинотеатра на 100 зрительских мест. Предлагается изготовить экран из широких полос голографической пленки, которая экспонируется последовательно небольшими участками с помощью импульсных лазеров, что позволяет значительно упростить и удешевить изготовление экрана.

В 2009 году была разработана (В.Г. Комар и С.И .Озеров) оригинальная компьютерная программа, позволяющая получать на компьютерном устройстве из пары изображений одной сцены, снятой в двух ракурсах, произвольное множество изображений промежуточных ракурсов, имеющих практически такое же качество как исходные изображения. Это позволяет снимать для голографических фильмов отдельные сцены больших размеров (на натуре) при естественном, а не лазерном свете, используя многоракурсный метод.

Заключение

Голография предусматривается для применения в последних достижениях электроники и оптики. Однако, в настоящее время цифровые электронные приборы еще не смогут заменить голографическую кинопленку, так как разрешающая способность этой пленки (до 10000 линий на миллиметр) в настоящее время более, чем на порядок превышает разрешение цифровых электронных приборов.

Возможности голографии как изобразительного средства продолжают исследоваться. Возможно, в скором времени достижения этой области будут доступны массовой публике.

Приложение

Задача № 24

Два плоских воздушных конденсатора одинаковой ёмкости соединены параллельно и заряжены до разности потенциалов U=300 В. Определите разность потенциалов этой системы, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнено слюдой(ε=7).

Решение:

Пространство между пластинами первого конденсатора заполнено воздухом ( ), между пластинами второго слюдой (ε=7). Найдем :

(1.1)

(1.2)

Выразим из (1) и (2). Получим:

(2.1)

(2.2)

Прировняем (2.1) и (2.2). Получим:

(3.1)

Выразим из (3.1) , получим:

(3.2)

Изначально было два воздушных конденсатора одинаковой емкости:

(4.1)

Соединили 2 конденсатора с воздухом и слюдой между обкладками:

(4.2)

Выразим из (4.2):

(5.1)

Подставим в (5.1) выражение (4.2).Получим:

(5.2)

Так как равно:

(6.1)

Используем (3.2), получим:

(6.2)

Подставим в (5.2) выражение (6.2) и найдем искомую разность потенциалов :

=

Ответ:

Список использованной литературы

1. Жорж Садуль, Пер. Т.В. Иванова. Всеобщая история кино. Том 1. Изобретение кино 1832-1897 г, Пионеры кино 1897-1909. –М.: Искусство, 1958. – 500 с.

2. Кольер Р., Беркхард К., Лин Л. Оптическая голография. - М.: Мир, 1973. – 686 с.

3. Комар В.Г., Серов О. Б. Изобразительная голография и голографический кинематограф. – М.: Искусство, 1987. – 286 с.