الصور ثلاثية الأبعاد

هناك نوعان أساسيان من الصور المجسمة. يتم عرض صورة ثلاثية الأبعاد للانعكاس عندما تضاء من الأمام ، بينما يتم عرض صورة ثلاثية الأبعاد للإرسال من خلال تسليط ضوء من خلاله من الجانب الخلفي. يتم عمل صورة ثلاثية الأبعاد منقوشة من خلال دعم صورة ثلاثية الأبعاد ذات مادة تشبه المرآة ، مما يسمح بعرضها عندما تضاء من الأمام. يمكن أيضًا عمل الهولوغرام لإظهار الأجسام المتحركة. هذه التسلسلات ، تسمى المجسمات ، عادة ما تكون من ثلاث إلى 20 ثانية.

على الرغم من أن الصورة الثلاثية الأبعاد هي صورة مرئية لجسم مادي ، إلا أنها تختلف تمامًا عن الصورة. على سبيل المثال ، عندما يتم تصوير كائن ما ، يحتوي كل جزء من الصورة على صورة الجزء المقابل من الكائن الأصلي. ومع ذلك ، يحتوي كل قسم من الصورة المجسمة على صورة كاملة للكائن الأصلي ، يتم عرضها من نقطة نظر تتوافق مع موضع القسم على الصورة المجسمة. وبالتالي ، إذا تم كسر اللوحة الشفافة التي تحتوي على صورة ثلاثية الأبعاد للإرسال ، فستظل كل قطعة قادرة على عرض الصورة بأكملها ، وإن كان ذلك من وجهة نظر مختلفة. استخدام قطعة من أعلى سطح اللوحة الثلاثية الأبعاد سينتج صورة كما هو موضح من الأعلى ،

خاصية أخرى مثيرة للاهتمام للصور المجسمة هي أنها تحافظ على الخصائص البصرية لأشياء مثل العدسات. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك عمل صورة ثلاثية الأبعاد لعدسة مكبرة موضوعة أمام فراشة. عند عرض الصورة المجسمة لتلك الأشياء ، سيجد المراقب أن أجزاء الفراشة التي تظهر من خلال صورة العدسة المكبرة سيتم تكبيرها.

ثبت أن التعبئة والتغليف الهولوغرافي تزيد من مبيعات منتجات معينة. الصور المجسمة للإسقاط لافتة للنظر وتستخدم في المعارض التجارية ومحلات البيع بالتجزئة. يمكن استخدامها لعرض كائنات دقيقة للغاية أو قيمة. المثال الكلاسيكي كان صورة يد مزينة بالماس تم عرضها فوق الرصيف خارج متجر مجوهرات كارتييه في مدينة نيويورك عام 1970. ولم تجذب انتباه الأشخاص الذين يمشون بها فحسب ، بل جذبت أطقم الأخبار التلفزيونية. في الواقع ، لقد هاجمها أحد المشاة الذين كانوا يظنون مظلة ظنوا أنها "عمل الشيطان". في مثال آخر ، بدلاً من التعامل مع الجمجمة الهشة لليندو مان البالغ من العمر 2300 عام ، درس الباحثون صورتها المجسمة. سكوتلاند يارد' استخدم قسم علوم الطب الشرعي هذه الصورة الثلاثية الأبعاد لبناء نموذج مادي لبقايا رجل ما قبل التاريخ. كتطبيق آخر للهولوغرافيا ، عرض مدرب كرة القدم السابق في شيكاغو بيرز مايك ديتكا صورة ثلاثية الأبعاد لنفسه في مطعمه لخلق صورة شخصية إلى حد ما عندما لا يمكن أن يكون هناك شخصيًا.

يمكن للهواة صنع الهولوغرام في المنزل من أجل استثمار متواضع في المعدات. تتطلب العملية ليزر وطاولة عزل لمنع حركة المعدات أثناء تعرض الفيلم. كما يتم إنتاج الهولوغرام تجاريا ويمكن استنساخه بكميات كبيرة. باستخدام العمل الفني للمخزون ، يمكن إنشاء صورة ثلاثية الأبعاد رئيسية للإنتاج الضخم مقابل 2500 دولار ، بينما يمكن أن يكلف استخدام العمل الفني المخصص من 5000 إلى 10000 دولار. إعادة إنتاج تكاليف الصورة من 1 إلى 4 سنتات لكل بوصة (2.5 سم) ، اعتمادًا على الحجم ؛ ويمثل هذا انخفاضًا بنسبة 40٪ منذ أن تم تسويق الهولوغرام المنقوش لأول مرة في أواخر السبعينيات. يمكن إرفاق الصور المجسمة النهائية بأشياء أخرى مثل ملصقات حساسة للضغط (0.5 إلى 1.5 سنتًا لكل منها) أو عن طريق ختم ساخن (2 إلى 5 سنتات لكل منها). بمجرد الانتهاء من العمل الفني ، يستغرق الأمر حوالي ثلاثة أشهر لإنشاء وإعادة إنتاج مجموعة من الصور المجسمة التجارية. ويقدر أنه تم تصنيع أكثر من 200 مليون دولار من الصور المجسمة المنقوشة في عام 1995.

صنع أول صورة ثلاثية الأبعاد في عام 1947 من قبل دنيس جابور ، عالم مجري المولد كان يعمل في الكلية الإمبراطورية في لندن. كان غابور يحاول تحسين تصميم المجهر الإلكتروني. ابتكر تقنية جديدة ، قرر اختبارها باستخدام حزمة ضوئية مفلترة قبل تجربتها باستخدام حزمة إلكترونية. قام جابور بعمل صورة ثلاثية الأبعاد للإرسال من خلال تصفية مصدر الضوء بعناية ، لكن العملية لم تصبح عملية حتى توفر التقنية طريقة لإنتاج ضوء متماسك — ضوء يتكون من تردد واحد وطول موجة واحد. انطلق إنتاج الهولوغرام مع اختراع الليزر في عام 1960 ، حيث يولد الليزر ضوءًا بلون واحد (تردد) وينتج موجات تنتقل بمرحلة مع بعضها البعض.

في عام 1962 ، باستخدام الليزر لتكرار تجربة التصوير ثلاثي الأبعاد لغابور ، أنتج إيميت ليث وجوريس أوباتنيكس من جامعة ميشيغان صورة ثلاثية الأبعاد لقطار لعبة وطائر. كانت الصورة واضحة وثلاثية الأبعاد ، ولكن لا يمكن رؤيتها إلا بإضاءتها بالليزر. في نفس العام أنتج أوري أوري دينيسيوك من الاتحاد السوفيتي صورة ثلاثية الأبعاد انعكاسية يمكن رؤيتها بالضوء من لمبة عادية. جاء تقدم إضافي في عام 1968 عندما أنشأ ستيفن أ. بنتون أول صورة ثلاثية الأبعاد للإرسال يمكن رؤيتها في الضوء العادي. أدى هذا إلى تطوير صورة ثلاثية الأبعاد منقوشة ، مما يجعل من الممكن إنتاج صور ثلاثية الأبعاد ضخمة للاستخدام الشائع.

بعد ما يقرب من ربع قرن من قيامه بعمل أول صورة ثلاثية الأبعاد ، حصل جابور على جائزة نوبل في الفيزياء لهذا الإنجاز في عام 1971. وفي العام التالي ، قام لويد كروس بتسجيل أول صورة ثلاثية الأبعاد متحركة من خلال بصمة إطارات متسلسلة من فيلم صور متحركة عادي إلى فيلم الثلاثية الأبعاد.

عادة ما يتم عرض الصور المجسمة التي يصنعها الأفراد على فيلم فوتوغرافي عالي الدقة مغطى بمستحلب هاليد فضي. يتعرض الهولوغرام المصنوع للإنتاج الضخم على لوح زجاجي معالج مسبقًا بأكسيد الحديد ثم مغلفًا بمقاوم للضوء. تتفاعل المادة المقاومة للضوء كيميائياً مع الطول الموجي المحدد للضوء الذي سيتم استخدامه لإنشاء صورة ثلاثية الأبعاد. نظرًا لتوافرها بتكلفة منخفضة نسبيًا ، فإن ليزر الهليوم-النيون يستخدم بشكل شائع من قبل الأفراد الذين يصنعون صورًا ثلاثية الأبعاد خاصة بهم. يستخدم مصنعو الهولوغرام التجاريون أنواعًا مختلفة من الليزر مثل روبي أو هيليوم كادميوم أو أيون كريبتون أرجون.

بعد التعرض ، تتم معالجة الفيلم أو لوحة مقاوم الضوء في مطوري المواد الكيميائية مثل تلك المستخدمة في التصوير الفوتوغرافي. يتم استخدام كل من النيكل والفضة لصنع أساتذة الإنتاج التي سيتم استخدامها لختم نسخ متعددة من الهولوغرام على فيلم بوليستر أو بولي بروبيلين. يتم استخدام الألومنيوم لإنشاء طلاء عاكس على ظهر صورة ثلاثية الأبعاد منقوشة.

يمكن استخدام كائن مادي ثلاثي الأبعاد لإنشاء صورة ثلاثية الأبعاد. عادة ما تكون الصورة الثلاثية الأبعاد بنفس حجم الصورة الأصلية

صورة ثلاثية الأبعادموضوع. قد يتطلب هذا إنشاء نموذج مصغر مفصل للموضوع الفعلي بحجم مناسب للصورة المجسمة. وبدلاً من ذلك ، يمكن إنشاء العمل الفني الذي سيتم استنساخه على هيئة صورة ثلاثية الأبعاد باستخدام الكمبيوتر ، وفي هذه الحالة يتحكم البرنامج في التعرض بالليزر لملف الصورة ، بكسل واحد في كل مرة. (وحدات البكسل هي النقاط الفردية التي تشتمل على صورة رسومية على شاشة الكمبيوتر أو المطبوعات.)

تتوفر العديد من الأدلة التي تشرح لهولوجيات الهواة كيفية صنع الصور المجسمة في المنزل. تصف الخطوات التالية الإنتاج الضخم التجاري لصورة ثلاثية الأبعاد لكائن حقيقي ثلاثي الأبعاد.

1 يستخدم الليزر لإضاءة الجسم المادي ، مع سقوط الضوء المنعكس على لوحة مقاوم الضوء. في نفس الوقت ، يسقط شعاع مرجعي من الليزر أيضًا مباشرة على لوحة مقاوم الضوء. تتفاعل أنماط التداخل لهاتين الضوءين مع الطلاء الحساس للصورة لتسجيل صورة ثلاثية الأبعاد للكائن. تتراوح فترات التعرض الشائعة بين ثانية و 60 ثانية. في التصوير الفوتوغرافي ، ينتج عن الحركة الطفيفة للكائن أو الفيلم صورة غير واضحة. ومع ذلك ، في التصوير المجسم ، ستكون اللوحة المكشوفة فارغة (لا تحتوي على صورة على الإطلاق) إذا حدث أثناء التعرض حركة صغيرة تصل إلى ربع طول موجة ضوء الليزر (تتراوح أطوال موجات الضوء المرئي من 400 إلى 700 مليار جزء من المتر ).

لوح مقاوم للضوء نموذجي يحتوي على مساحة عمل مربعة 6 (15.24 سم) ؛ تسمح مساحة نصف بوصة إضافية (1.25 سم) على حافتين بتثبيت اللوحة في مكانها. نظرًا لأن العديد من الصور المجسمة أصغر من ذلك ، يمكن "تجميع" عدة صور مختلفة (مجمعة) على لوحة واحدة ، تمامًا كما يتم عرض العديد من الصور الفردية على لفة واحدة من الفيلم.

2 تسمى اللوحة التي يتم تسجيل الهولوغرام الأصلي بها اللوحة الرئيسية. بعد التعرض ، تتم معالجة السيد في حمام كيميائي باستخدام مطوري التصوير الفوتوغرافي القياسي. قبل متابعة الإنتاج ، يتم فحص السيد للتأكد من أن الصورة قد تم تسجيلها بشكل صحيح. بسبب التفاعلات الكيميائية التي يسببها الليزر والمطور على مقاوم الضوء ، يشبه سطح اللوحة المطورة سطح سجل الفونوغراف ؛ هناك حوالي 15000 أخاديد في البوصة (600 لكل سم) ، يصل عمقها إلى حوالي 0.3 ميكرون (1 ميكرون هو جزء من الألف من الملليمتر).

التشكيل الكهربائي

3 يتم تثبيت الرئيسي في رقصة (إطار) ويرش بطلاء فضي لتحقيق الموصلية الكهربائية الجيدة. يتم تخفيض الرقصة إلى خزان مع تزويد النيكل. يتم إدخال تيار كهربائي ، والسويد مطلي بالنيكل. يتم إزالة الرقصة من الخزان وغسلها

صورة ثلاثية الأبعادالماء منزوع الأيونات. يتم تقشير طبقة رقيقة من النيكل ، والتي تسمى الرقائق المعدنية الرئيسية ، من اللوحة الرئيسية. يحتوي على صورة سلبية للصورة ثلاثية الأبعاد الرئيسية (السلبية هي في الواقع صورة طبق الأصل للصورة ثلاثية الأبعاد الأصلية).

باستخدام عمليات مماثلة ، يتم إنشاء عدة أجيال من الحشوات. تُعرف تلك المصنوعة من الرقائق المعدنية الرئيسية باسم "الجدات" ، وتحتوي على صور إيجابية للصورة ثلاثية الأبعاد الأصلية. في هذه المرحلة ، يتم "دمج" نسخ عديدة من الصورة الأصلية (مكررة في صفوف) على طبقة واحدة يمكن استخدامها لطباعة نسخ متعددة مع ظهور واحد. تُعرف الأجيال المتعاقبة من الحشوات باسم "الأمهات" و "البنات" و "الحشوات الخانقة". نظرًا لأن هذه الأجيال تتناوب بين الصور السلبية والإيجابية للأصل ، فإن الحشوات الخانقة هي صور سلبية سيتم استخدامها أثناء عمليات الإنتاج الفعلية لطباعة الصور المجسمة للمنتج النهائي.

4 حشوات الختم مركبة في آلات النقش. يتم تشغيل لفة من فيلم بوليستر (أو مادة مماثلة) تم صقلها بطبقة أكريليك عبر الماكينة. تحت الحرارة والضغط الشديد ، يضغط الرقائق الصورة المجسمة على الفيلم ، إلى عمق 25 مليون من المليمتر. يتم إعادة لف الفيلم المنقوش على لفة.

5 يتم تحميل لفة الفيلم المنقوش في حجرة يتم إزالة الهواء منها لخلق فراغ. تحتوي الغرفة أيضًا على أسلاك من الألمنيوم ، والتي يتم تبخيرها عن طريق تسخينها إلى 2000 درجة فهرنهايت (1،093 درجة مئوية). تتعرض الورقة للألمنيوم المتبخر حيث يتم لفه على لفة أخرى ، وفي هذه العملية يصبح مطليًا بالألمنيوم. بعد إزالته من حجرة التفريغ ، تتم معالجة الفيلم لاستعادة الرطوبة المفقودة تحت ظروف التفريغ الحار. يتم تطبيق طلاء علوي للطلاء على الفيلم لإنشاء سطح يمكن طباعته بالحبر. يتم لف لفة الفيلم ، التي قد تكون بعرض 92 بوصة (2.3 م) ، في لفائف أضيق.

جاري التحويل

6 وفقًا لنوع الفيلم المستخدم ونوع المنتج الذي يتم إنتاجه ، يمكن القيام بخطوة واحدة أو أكثر من خطوات الانتهاء. على سبيل المثال ، قد يتم تغليف الفيلم على ورق مقوى لإعطائه القوة. يتم قطع الفيلم أيضًا إلى الأشكال المطلوبة للمنتج النهائي ويمكن طباعته بالرسائل. يتم تطبيق مادة لاصقة حساسة للحرارة أو حساسة للضغط على الجزء الخلفي من الصور المجسمة التي سيتم لصقها على أشياء أخرى أو استخدامها كملصقات.

الانتهاء

7 يتم إرفاق الهولوغرام إما بمنتجات أخرى أو يتم حسابها وتعبئتها للشحن.

اليوم ، الاستخدام الأكثر شيوعًا للصور المجسمة هو في المنتجات الاستهلاكية والمواد الإعلانية. هناك بعض التطبيقات غير العادية أيضًا. على سبيل المثال ، في بعض الطائرات العسكرية ، يمكن للطيارين قراءة أدواتهم أثناء النظر من خلال الزجاج الأمامي باستخدام شاشة ثلاثية الأبعاد يتم عرضها أمام أعينهم. يفكر مصنعو السيارات في عرض مماثل لسياراتهم.

يمكن إنشاء الهولوغرام بدون ضوء مرئي. يمكن استخدام كل من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والموجات الصوتية لإنشائها. يتم استخدام التصوير ثلاثي الأبعاد للموجات الدقيقة في علم الفلك لتسجيل موجات الراديو من الفضاء البعيد. يمكن للصور المجسمة الصوتية أن تنظر من خلال الأجسام الصلبة لتسجيل الصور ، مثلما يتم استخدام الموجات فوق الصوتية لتوليد صور الجنين داخل رحم المرأة. يمكن للصور المجسمة المصنوعة من موجات قصيرة مثل الأشعة السينية إنشاء صور لجسيمات صغيرة مثل الجزيئات والذرات.

قد تعرض أجهزة التلفزيون الثلاثية الأبعاد الفنانين في منازل المشاهدين خلال العقد القادم. ستكون أنظمة اتصالات الألياف الضوئية قادرة على نقل صور مجسمة للأشخاص إلى منازل الأصدقاء البعيدة لإجراء زيارات واقعية. تمامًا مثلما استخدمت تقنية الأقراص المضغوطة الأساليب البصرية لتخزين كميات كبيرة من معلومات الكمبيوتر على قرص صغير نسبيًا ، فإن أنظمة تخزين البيانات الثلاثية الأبعاد ثلاثية الأبعاد ستحدث ثورة في قدرات التخزين. ويقدر أن هذه التقنية ستخزن كمية من المعلومات تعادل محتويات مكتبة الكونغرس في مساحة بحجم مكعب السكر.