Γεωμετρία και ολογραφία

Transcript

1 Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών Εργαστήριο γεωμετρικών απεικονίσεων του χώρου Γεωμετρία και ολογραφία Βαλληνδρά Βασιλική Μαρίνη Μαρία Μιχαηλίδου Βασιλική Παπαδοπούλου Σοφία Πρέντου Πολυξένη Εαρινό εξάμηνο 2006

2 Περιεχόμενα: Γενικά στοιχεία Στοιχεία ιστορίας Στοιχεία μεθόδων Στοιχεία δημιουργίας Ατέλειες στα ολογράμματα και που οφείλονται αυτές Γενικά στοιχεία: Η ετυμολογική έννοια της «Ολογραφίας» είναι προφανής στην ελληνική γλώσσα (όλος+γραφή) και η ίδια έχει υιοθετηθεί από την ξένη ορολογία. Πρόκειται, στην ουσία, για την πιο εξελιγμένη μέθοδο φωτογραφίας η οποία ξεφεύγει πλέον από τα στενά όρια της δισδιάστατης απεικόνισης και αποκτά και τις τρεις διαστάσεις του υλικού χώρου. Προσοχή, δε μιλούμε για τη μέθοδο που βλέπουμε συχνά να εφαρμόζεται στον κινηματογράφο (σε ταινίες όπως το Star Trek και το Star Wars ), αυτή είναι απλώς μια ογκομετρική απεικόνιση. Επίσης, οι μορφές που συναντούμε στα χαρτονομίσματα ή σε πιστωτικές κάρτες που μοιάζουν να αναπτύσσονται στο χώρο είναι στερεοσκοπικές απεικονίσεις όπως και στα κόμιξ. Η τεχνική της ολογραφίας μπορεί ακόμα να χρησιμοποιηθεί για οπτικού τύπου αποθήκευση, ανάκληση και επεξεργασία πληροφοριών.

3 Ένα ολόγραμμα διατηρεί τη μορφή του όπως κι αν τοποθετηθεί, μπορεί να είναι ομοίως ορατό ακόμα και με το ένα μάτι (οι στερεοσκοπικές απεικονίσεις όχι) και τέλος μπορεί να έχει πολλά χρώματα. Στοιχεία ιστορίας: Η τεχνική της ολογραφίας εφευρέθηκε από τον, ουγγρικής καταγωγής, φυσικό Denis Gabor ( ) για την οποία τιμήθηκε με το Nοbel φυσικής το Όπως δήλωσε ο ίδιος, η ανακάλυψη έγινε κατά τη διάρκεια της έρευνας για τη βελτίωση των μικροσκοπίων ηλεκτρονίων. Τα πρώτα ολογράμματα που αποθήκευαν τρισδιάστατα αντικείμενα δημιουργήθηκαν από μελετητές στις Η.Π.Α. και τη Σοβιετική Ένωση. Σηµαντικοί σταθµοί στην ιστορία των ολογραµµάτων 1891 Αναπτύσσεται η φωτογραφία Lippmann. Φυσική φωτογραφία χρώματος μέσω της παρέμβασης του φωτός Ο Dennis Gabor δημοσιεύει τα δημιουργικά έγγραφα για την αναδημιουργία κυματομορφής και η ολογραφία γεννιέται - αλλά το λέιζερ δεν είναι ακόμα διαθέσιμο Ο Theodore Maiman δημιουργεί το πρώτο ορατό λέιζερ κόκκινου φωτός Οι Lieth & Upatnieks αναπτύσσουν την εκτός άξονα ολογραφία μετάδοσης βασισμένη στην δευτερεύουσα-ανίχνευση του ραντάρ Ο Denisyuk παράγει το πρώτο ολόγραμμα ορατό στο λευκό φως Το πρώτο έγγραφο σχετικά με την ολογραφική παρεμβαλλομετρία δημοσιεύεται από τους Powell & Stetson.

4 1967 Αναπτύσσεται η διαδικασία DCG για την ολογραφία Ο Larry Siebert της εταιρίας Conductron κάνει το πρώτο ολόγραμμα ενός προσώπου Δημοσιεύεται η εγκυκλοπαίδεια World Book που περιλαμβάνει το πρώτο μαζικά παραγμένο ολόγραμμα μετάδοσης Η ολογραφία μετάδοσης λευκού φωτός (rainbow) αναπτύσσεται από τον Stephen Benton Αναπτύσσεται το Sandbox system από τους Pethick and Cross Ανοίγει η σχολή ολογραφίας στο Σαν Φρανσίσκο Ο Dennis Gabor τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ για την ολογραφία Ακέραιο ολόγραμμα τύπου Kiss αναπτύσσεται από το Lloyd Cross Αναπτύσσεται η αποτύπωση ολογραμμάτων σε ανάγλυφο Ανοίγει το μουσείο της ολογραφίας στη Νέα Υόρκη Το πρώτο ολόγραμμα εμφανίζεται σε μια πιστωτική κάρτα MasterCard Το National Geographic βάζει το ολόγραμμα rainbow ενός αετού στο εξώφυλλό του Το National Geographic βάζει το μεγαλύτερο ολόγραμμα rainbow ενός κρανίου του πρώτου ατόμου στο εξώφυλλό του Το National Geographic ανακαλύπτει ένα ολόγραμμα rainbow πλήρους κάλυψης του κόσμου Η ταινία Photopolymer αναπτύσσεται από Polaroid. Επιτρέπει στα πολύ φωτεινά ολογράμματα αντανάκλασης να είναι μαζικά παραγόμενα Κλείνει το μουσείο της ολογραφίας στη Νέα Υόρκη.

5 1993 Το MIT αποκτά την πλήρη συλλογή του μουσείου της ολογραφίας Πεθαίνει ο Stephen Benton Πεθαίνει ο Emmett Leith Στοιχεία μεθόδων: Υπάρχουν αρκετοί τύποι ολογραμμάτων. Σε όλα πάντως διατηρείται η αρχή απεικόνισης των φωτεινών και σκιερών σημείων του αντικειμένου και η αποτύπωσή τους πάνω στην πλάκα. Τα πρώτα απ αυτά είναι τα «transmission holograms» (ολογράμματα μετάδοσης) ή αλλιώς «rainbow transmission holograms» (ουράνιο τόξο): τα πρώτα μπορούν να γίνουν ορατά μόνο αν φωτιστούν με ακτίνα laser, ενώ τα δεύτερα, ως εξέλιξη των πρώτων, μπορούν να γίνουν ορατά και στο λευκό φως. Ουσιαστικά, αποτυπώνεται το εξωτερικό ανάγλυφο του αντικειμένου σε μια λεπτή πλαστική επιφάνεια μαζί με μια ιριδίζουσα επικάλυψη που προέρχεται από το φως που κατευθύνεται από πίσω από το αντικείμενο και προς την πλάκα. Μια άλλη μέθοδος δημιουργίας ολογράμματος είναι η λεγόμενη «Denisyuk hologram», η οποία είναι η πραγματική μέθοδος με λευκό φως το οποίο κατευθύνεται από την ίδια πλευρά του ολογράμματος όπως το βλέπει και ο θεατής. Βασικό εργαλείο για τη δημιουργία ολογράμματος είναι η συσκευή εκπομπής ακτίνων laser η οποία μέχρι πρόσφατα ήταν πολύ ακριβή. Η απόδοση στην αγορά φθηνών και σταθερής βάσης laser έκανε την ολογραφία περισσότερο προσιτή για μικρού προϋπολογισμού ερευνητές, καλλιτέχνες και ανθρώπους που ασχολούνται με την ολογραφία ως χόμπυ.

6 Γενικά στοιχεία δημιουργίας ενός ολογράμματος: Παρακάτω δίδεται η σχηματική περιγραφή μιας συνηθισμένης διαδικασίας παραγωγής ενός ολογράμματος: Η φωτεινή πηγή (laser) εκπέμπει μια δέσμη φωτός η οποία μέσω του διασπαστή μοιράζεται σε δύο: η μία φωτίζει το αντικείμενο απ ευθείας και η άλλη, με τη βοήθεια ενός κατόπτρου, φωτίζει τη φωτογραφική πλάκα πάνω στην οποία προβάλλεται το αντικείμενο.

7 Ενώ παρακάτω, δίδεται η σχηματική απεικόνιση του τρόπου αναπαραγωγής ενός ολογράμματος: Η αναπαραγωγή ενός ολογράμματος γίνεται με τη βοήθεια της φωτεινής ακτίνας με την οποία δημιουργήθηκε και εφ όσον τοποθετηθεί υπό συγκεκριμένη γωνία ως προς αυτήν και το θεατή.

8 ΑΤΕΛΕΙΕΣ ΣΤΑ ΟΛΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΟΥ ΟΦΕΙΛΟΝΤΑΙ ΑΥΤΕΣ Καθόλου εικόνα ολογράµµατος Ασθενής εικόνα Λείπουν µέρη του ολογράµµατος Σκοτεινά στίγµατα Υπάρχουν φωτεινές - σκοτεινές λωρίδες, η εικόνα είναι καλή Πολλοί παράγοντες µαζί. Αποµόνωση και έλεγχος καθενός από αυτούς. Πιθανόν προβληµατικό φως ασφαλείας. Υπό - υπέρ έκθεση. Υπό - υπέρ έκθεση. Το νερό µπορεί να έχει χλώριο. Κίνηση του αντικειµένου έστω και ελάχιστα Θερµική ανισσοροπία Αν υπάρχουν περισσότερα του ενός αντικείµενα, έστω κι ένα να κινηθεί, τότε θα λείπουν µέρη. Θερµική ανισσοροπία. Κίνηση της πλάκας.

9 ΠΕΙΡΑΜΑ ΟΛΟΓΡΑΦΙΑΣ ΙΑΤΑΞΗ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Laser- ιακόπτης-χωρικό φίλτρο-πλάκα τοποθετηµένη υπό γωνία 45 ο - αντικείµενο. ΠΕΙΡΑΜΑ Μετρήσαµε ότι η ένταση της ακτινοβολίας πάνω στην πλάκα ήταν 90µW/cm 2 οπότε ο διακόπτης έπρεπε να µείνει ανοιχτός για 1 sec. Ύστερα από 1 min ηρεµίας, η πλάκα εκτέθηκε στο laser για 1 sec. Το αντικείµενο που επιλέχθηκε για το πείραµα ήταν το κεφάλι κυκλαδικού ειδωλίου της φωτογραφίας. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ υστυχώς, λόγω της µεγάλης απόστασης του αντικειµένου από την πλάκα, το ολόγραµµα ήταν πολύ αχνό. ΕΜΦΑΝΙΣΗ Με την φωτοευαίσθητη πλευρά προς τα πάνω, υπό το φως ασφαλείας, η πλάκα τοποθετήθηκε για 4 min στον Εµφανιστή (Developer). Η πλάκα βυθίστηκε στιγµιαία σε απεσταγµένο νερό. Με διαφορετική λαβίδα, η πλάκα τοποθετήθηκε στο Λευκαντή (Bleach) µέχρι να καθαρίσει τελείως. Η πλάκα βυθίστηκε εκ νέου σε απεσταγµένο νερό Ξεπλύθηκε µε τρεχούµενο νερό για 5 min. Για 30 sec, η πλάκα τοποθετήθηκε στο Photo-FLo. Η πλάκα στεγνώθηκε τελείως µε τη χρήση στεγνωτήρα. ΙΑΤΑΞΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ Ε.Θ.ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΩΝ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΩΝ 6 ΟΥ ΟΜΑ Α ΜΕΛΕΤΗΣ: ΒΑΛΛΗΝ ΡΑ ΒΑΣΙΛΙΚΗ ΜΑΡΙΝΗ ΜΑΡΙΑ ΜΙΧΑΗΛΙ ΟΥ ΒΑΣΙΛΙΚΗ ΠΑΠΑ ΟΠΟΥΛΟΥ ΣΟΦΙΑ ΠΡΕΝΤΟΥ ΠΟΛΥΞΕΝΗ ΑΚΑ ΗΜΑΙΚΟ ΕΤΟΣ