Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

ΟΛΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΟΛΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Μανωλά Πηνελόπη Σεμινάριο Φυσικής 2009 Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Κα Μακροπούλου Μ.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "ΟΛΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΟΛΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Μανωλά Πηνελόπη Σεμινάριο Φυσικής 2009 Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Κα Μακροπούλου Μ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΟΛΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΟΛΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Μανωλά Πηνελόπη Σεμινάριο Φυσικής 2009 Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Κα Μακροπούλου Μ.

2 2 ΟΡΙΣΜΟΣ  Η τεχνική της πλήρους καταγραφής, κατά φάση και πλάτος, ενός κύματος σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή και η δυνατότητα αναπαραγωγής του με μεγάλη πιστότητα.  Προέρχεται από τις λέξεις «όλος» και «γραφή», και είναι ένα είδος απεικόνισης που επιτρέπει την τρισδιάστατη αναπαραγωγή της εικόνας ενός αντικειμένου στο χώρο.  Μας δίνει τη δυνατότητα να βλέπουμε 3D εικόνες όπου η προοπτική και η σχετική θέση των αντικειμένων όταν ιδωθούν από διαφορετικές οπτικές γωνίες παρουσιάζονται όπως στην πραγματικότητα.  Πρόκειται για μια τεχνική φωτογράφησης ενός αντικειμένου η οποία βασίζεται στις ιδιότητες του φωτός, δηλαδή στη μετάδοσή του ως κύμα, την ανάκλασή του καθώς και τη συμβολή των κυμάτων.

3 3 Η Ανακάλυψη  Η τεχνική εφευρέθηκε το 1948 από τον Dennis Gabor ( ), ενώ εργαζόταν σε βρετανικό εργαστήριο όπου προσπαθούσε να βελτιώσει τη διακριτική ικανότητα του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου.  Η συγκεκριμένη συσκευή χρησιμοποιεί δέσμες ηλεκτρονίων για να εξετάσει δομές πολύ λεπτών αντικειμένων (π.χ. μόρια κρυστάλλων). Ο Gabor πρότεινε έναν νέο τρόπο για να αποθηκεύσει και να μεγεθύνει τις χαμηλές ποιοτικά εικόνες που παράγονται από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.  Στο αρχικό πείραμα χρησιμοποίησε ένα λεπτό κομμάτι καθαρό film σαν αντικείμενο, μια λάμπα υδραργύρου σαν πηγή ακτινών και ένα γυάλινο πιάτο επιστρωμένο με φωτοευαίσθητο υλικό σαν μέσο αποθήκευσης.  Περίπου όπως στη διαδικασία φωτογράφησης, ο Gabor χρησιμοποίησε την ακτίνα φωτός από τη λάμπα για να φωτίσει το αντικείμενο (ακτίνα αντικειμένου).  Κατά την περίοδο έκθεσης των φωτεινών κυμάτων γινόταν αντανάκλαση από το αντικείμενο στο μέσο αποθήκευσης. Σε αντίθεση με τη φωτογραφία, ενώ συνεχιζόταν η έκθεση φωτός, ο Gabor, έκθεσε ταυτόχρονα το μέσο αποθήκευσης με μια δεύτερη ακτίνα φωτός η οποία δεν φώτιζε το αντικείμενο (ακτίνα αναφοράς).

4 4  Η αλληλεπίδραση των δύο ακτινών δημιούργησε ένα μοναδικό πρότυπο (αλληλεπίδρασης) στο φωτοευαίσθητο υλικό κατά τη διάρκεια της διαδικασίας έκθεσης. Το πρότυπο δημιουργήθηκε όταν τα οπτικά κύματα στην ακτίνα αναφοράς συσχετίστηκαν με τα οπτικά κύματα της ακτίνας του αντικειμένου.  Ο Gabor πρώτος κατάφερε να καταγράψει τα πρότυπα αλληλεπίδρασης ώστε να συλλάβει και να αναπαράγει οπτικές εικόνες, τα ολογράμματα !  Σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη της ολογραφίας έπαιξε η ανακάλυψη του Laser το 1960 οπότε και δημιουργήθηκε το πρώτο ολόγραμμα από τον Hermet Smith (το 1962).  Το Laser είναι μια πηγή που παράγει δέσμη σχεδόν μονοχρωματικού φωτός (He-Ne 632,8nm), με υψηλό βαθμό συμφωνίας ως αποτέλεσμα συντονισμένης εκπομπής από πολλά άτομα.  Η θεωρία του Gabor έγινε πιο σημαντική από ότι προβλεπόταν. Το 1971 του απονεμήθηκε βραβείο Nobel για αυτήν την ανακάλυψη !

5 5 Η Διάταξη Ολογραφίας Για την κατασκευή ενός ολογράμματος απαιτούνται:  Σκοτεινός θάλαμος  Τράπεζα ολογραφίας  Laser  Συστήματα ανοίγματος της δέσμης  Κάτοπτρα εμπρόσθιας επικάλυψης  Στηρίγματα των φακών, των κατόπτρων, του φιλμ ή της ολογραφικής πλάκας της ολογραφικής πλάκας και του αντικειμένου. και του αντικειμένου. Διάταξη ολογράμματος ανάκλασης διπλής δέσμης ΕΜΠ, Εργαστήριο Ολογραφίας

6 6  Αρχικά η δέσμη του Laser διχοτομείται. Η «αντικειμενική δέσμη» αφού περάσει από ένα φακό ανακλάται προς το αντικείμενο και πέφτει στην ολογραφική πλάκα, που έχει επένδυση από φωτογραφικό γαλάκτωμα.  Από την άλλη πλευρά, η «δέσμη αναφοράς» περνάει από ένα φακό και ανακλάται προς το γαλάκτωμα όπου συναντά την αντικειμενική δέσμη και δημιουργούνται κροσσοί συμβολής.

7 7 Αυτό που καταγράφεται δεν είναι η ίδια η εικόνα αλλά το συμβολόγραμμα από όλα τα σημεία της εικόνας και ενός μετώπου κύματος αναφοράς. Πιο αναλυτικά : Τοποθέτηση ολογραφικής πλάκας & Δημιουργία κροσσών συμβολήςκαταγραφή ολογράμματος Αναπαραγωγή Ολογράμματος Όταν συναντηθούν κύματα με αντίθετη φάση σχηματίζεται ένα σκοτεινό σημείο. Όλα τα σκοτεινά και φωτεινά σημεία φτιάχνουν το πρότυπο συμβολής καθώς αποτυπώνονται πάνω στην πλάκα.

8 8 Συμβολόμετρο Michelson Η συμβολή επιτυγχάνεται με τη βοήθεια μικρομετρικών κινήσεων του ενός από τα δύο κάτοπτρα. Η ακρίβεια του πειράματος αυξάνει όσο πιο μακριά είναι τα δύο κάτοπτρα από το beam splitter.

9 9 Κατά τη σύμπτωση θα φανούν στο πέτασμα (s) κροσσοί συμβολής. Αν υπάρξει η παραμικρή δόνηση στο σύστημα αυτή καταγράφεται με διατάραξη των κροσσών συμβολής. Ο χρόνος που απαιτείται για να ηρεμήσει το σύστημα είναι ο Relaxation Time, ο οποίος λαμβάνεται υπόψη πριν αρχίσει η διαδικασία εκφώτισης του αντικειμένου.

10 10 Κατηγορίες Ολογραμμάτων   Ολόγραμμα Μεταβίβασης (Transmission hologram):   Δημιουργείται από 2 δέσμες laser που ακτινοβολούν την ολογραφική πλάκα από την ίδια πλευρά   Είναι διαφανή και για να σχηματιστεί το είδωλο του αντικειμένου πρέπει να φωτιστούν από πίσω   Διασπούν τα χρώματα του φωτός (διαφορετικά χρωματισμένο ολόγραμμα)   Το αντικείμενο φαίνεται να βρίσκεται μπροστά από το ολόγραμμα   Το ολόγραμμα εμφανίζεται μόνο όταν εκτεθεί σε ακτινοβολία laser

11 11   Ολόγραμμα Ανάκλασης (Reflection hologram):   Δημιουργείται είτε από 2 δέσμες laser που ακτινοβολούν την ολογραφική πλάκα από την αντίθετη πλευρά είτε μόνο από μία η οποία ανακλάται στην πίσω πλευρά του αντικειμένου που είναι τοποθετημένο πίσω από την πλάκα και επιστρέφει στην πίσω πλευρά αυτής   Είναι είτε αδιαφανή είτε διαφανή και για να σχηματιστεί το είδωλο του αντικειμένου πρέπει να φωτιστούν από μπροστά   Το αντικείμενο φαίνεται να βρίσκεται είτε μπροστά από το ολόγραμμα είτε φαίνεται να το τέμνει   Το ολόγραμμα εμφανίζεται και στο συνηθισμένο φως της ημέρας   Η ανάκλαση των φωτεινών ακτινών από τους κροσσούς δημιουργεί τρισδιάστατο είδωλο

12 12 Άλλες κατηγορίες Ανάλογα με …  Το πάχος του Γαλακτώματος : Επίπεδο Ολόγραμμα (d<<λ/2) Επίπεδο Ολόγραμμα (d<<λ/2) Ολόγραμμα Όγκου (d>>λ/2)  Την αντίδραση του φιλμ στην προσπίπτουσα ακτινοβολία : Ολόγραμμα φάσης Ολόγραμμα Πλάτους  Τη διαμόρφωση της δέσμης αναφοράς κατά τη διαδικασία ανακατασκευής : AM- Amplitude Modulation PM- Phase Modulation  Το είδος της σκέδασης φωτός που δημιουργεί την εικόνα συμβολής : Ολόγραμμα Fresnel Ολόγραμμα Fraunhofer Ολόγραμμα Fourier Ολόγραμμα quasi-Fourier

13 13 Πού καταγράφονται… Σε φωτογραφικά γαλακτώματα από αλογονωμένο άργυρο Σε κρυστάλλους ( LiNbO 3, BaTiO 3, BSO, KBr, KTN ) Σε “plates” Σε διχρωμική ζελατίνη Σε φωτορυτίνες Σε φωτοπολυμερή Σε θερμοπλαστικά υλικά

14 14 Ιδιότητες Ολογραμμάτων  Κάθε μικρό κομμάτι ενός ολογράμματος μπορεί να αναπαράγει μία πλήρη εικόνα ολόκληρου του αντικειμένου, αν φωτιστεί από κατάλληλη γωνία με τη δέσμη αναφοράς  Ένα ολόγραμμα μπορεί να θεωρηθεί ως το αποτέλεσμα της σύγχρονης συμβολής πολλών ολογραμμάτων, που δημιουργούνται από κάθε σημείο του σώματος  Το ολόγραμμα δημιουργεί μια πραγματική τρισδιάστατη αντίληψη του αντικειμένου  Δεν είναι δυνατόν να αναπαραστήσουμε ένα ολόγραμμα στην οθόνη ενός Η/Υ ή σε μια φωτογραφία  Αν ένα ολόγραμμα έχει γίνει με φως μικρού μήκους κύματος και παρατηρηθεί με φως μεγαλύτερου μήκους, το είδωλο είναι μεγεθυμένο στην ίδια αναλογία που έχουν τα δυο μήκη κύματος.

15 15 Ολογραφία VS Φωτογραφία ΟΛΟΓΡΑΦΙΑ  Καταγράφονται κροσσοί συμβολής  Αποτυπώνονται στο φιλμ το πλάτος και η φάση που είχε το κύμα τη στιγμή που έφτανε στο επίπεδο του φιλμ  Μπορούμε να έχουμε την πλήρη, τρισδιάστατη εικόνα του αντικειμένου  Χρησιμοποιείται σύμφωνη πηγή ακτινών Laser  Το αντικείμενο δε σχηματοποιείται πάνω στο ολόγραμμα κατά την ανακατασκευή του ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ  Κάθε σημείο του αντικειμένου εστιάζεται σε κάποιο σημείο του φιλμ  Καταγράφεται στο φιλμ μόνο η ένταση της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας του αντικειμένου  Το είδωλο είναι η προβολή ενός αντικειμένου από 3 διαστάσεις σε 2  Η φωτογραφική απεικόνιση χρησιμοποιεί ορατό φως

16 16 Διάταξη ολογράμματος μεταβίβασης Διάταξη κοινής φωτογραφίας

17 17 Εμπορικές Εφαρμογές Ολογραφίας  Ασφάλεια, Πιστοποίηση εγγράφων (πιστωτικές κάρτες, νομίσματα, ετικέτες προϊόντων, ταυτότητες, εισιτήρια)  Συσκευασίες (ελκύουν τον καταναλωτή)  Διαφήμιση (περιοδικά, δώρα, posters)  Εκπαιδευτικές εικόνες (ιατρικές, βιομηχανικές και επιστημονικές μορφές) (ιατρικές, βιομηχανικές και επιστημονικές μορφές)  Διεθνείς εκθέσεις και μουσεία  Τέχνη  Επιστήμη, έρευνα, τεχνολογία

18 18 Ολογραφία στην Τέχνη  Ολογραφία και Αρχιτεκτονική  Light Art ( Τεχνολογία του φωτός)  Επίδειξη αντικειμένων και head-up οθόνες (π.χ. σε μουσεία) οθόνες (π.χ. σε μουσεία)  Μελέτη και καταγραφή αρχαιολογικών ευρημάτων ευρημάτων  Αποτυπώσεις μνημείων

19 19 Ολογραφικές αίθουσες συνεδριάσεων Καταγραφή των προτύπων που χρησιμοποιούνται για να προ-απεικονίσουν νέα κτίρια για να προ-απεικονίσουν νέα κτίρια Αποτύπωση Εθνικής κληρονομιάς (3D ψηφιοποίηση) Λήψη συντεταγμένων γεωμετρίας επιφάνειας 3 διαστάσεων Απόκτηση πληροφοριών επιφάνειας ΔομήΥφήΚατασκευήΧρωματισμοί

20 20 Melissa Crenshaw EXPO ’92 (Spain) Εμπορική Έκθεση Εταιρίας Intel Ολογραφία αποτυπωμένη σε ανάγλυφο Επικεράμωση (επένδυση τοίχων γυαλιού, επιφάνειες επίπλου) γυαλιού, επιφάνειες επίπλου) Sally Weber (1990) «Η πτήση των ψαριών» Sally Weber (1990) «Η πτήση των ψαριών»

21 21 Τέχνη Ενσωμάτωση διαφορετικών διαστημάτων σε γλυπτά, ενίσχυση εντύπωσης βάθους γλυπτά, ενίσχυση εντύπωσης βάθους Οπτικές πληροφορίες σε πατώματα και οροφές και οροφές Συχνά συναντάμε σε έργα της Αναγέννησης στοιχεία που μεταφέρονται αυτούσια από πίνακα σε πίνακα και αναπαρίστανται ολογραφικά. (π.χ. το κρανίο στους Πρεσβευτές του Holbein)

22 22 Ολογραφία στην Τεχνολογία  Οπτικές Μνήμες  Ολογραφική Συμβολομετρία  Ολογραφικό σύστημα φακών στα scanners προϊόντων  Χαρτογράφηση Περιοχών  Ολογραφικοί εξομοιωτές (χειρισμός μηχανημάτων εξ αποστάσεως)  Ολογραφική Μικροσκοπία  Ολογραφικά Συστήματα Τηλεόρασης  Ολογραφική Κινηματογραφία  Μικροκυματική Ολογραφία

23 Χαρτογράφηση ( ALS ) 23

24 24 Airborne Laser ScanningAerial Photogrammetry Ακρίβεια Προσέγγισης 0.15m – 0.20m RMS*Συγκριτικά με τ η φωτοκλίμακα! 0.08m – 20.00m Ανάλυση Ενδεικτική απόσταση 2 αντικειμένων = 2m Ορίζεται από τις ανάγκες του εγχειρήματος Εδαφική Υποστήριξη Απαιτείται θέση βάσης εντός 50km Σωστά εδαφικά σημεία διασφαλίζουν επιτυχημένη έρευνα Απαιτείται εδαφικός έλεγχος Ίσως υπάρξει αερο-υποστήριξη Απόκτηση Δεδομένων Επιτυγχάνεται ακόμα και σε συννεφιά ή νύχτα Υποχρεωτικά τη μέρα και κατά προτίμηση χωρίς σύννεφα Συγχρονισμός Ευμεγέθη δεδομένα διαθέσιμα εντός 1-2 εβδομάδων Ευμεγέθη δεδομένα διαθέσιμα εντός 1-2 μηνών Ταξινόμηση Δεδομένων Τυχαία ή ημιαυτόματηΒάσει της πορείας του αεροσκάφους ή χειροκίνητα Διείσδυση Ρυθμικά σημεία δεδομένων κάτω από δέντρα Ο διαχειριστής ερμηνεύει το έδαφος κάτω από δέντρα Κόστος ΥψηλόΑνάλογο της περιοχής

25 25 Οπτικοί δίσκοι και ολογραφική αποθήκευση  Πλεονεκτήματα  Μεγάλη χωρητικότητα (~500 Mbit/cm 2 )  Μεγάλη ταχύτητα διαμεταγωγής δεδομένων(~5 GB/sec)  Μικρός χρόνος προσπέλασης (5 ms)  Εγγραφή πολλών δεδομένων πάνω στο ίδιο τμήμα του υλικού  Δυνατότητα ανάκτησης πολλών δεδομένων ταυτόχρονα  Προστασία δεδομένων από καταστροφή  Μειονεκτήματα  Πειραματικό στάδιο  Δυσεύρετα χαμηλού κόστους κρυσταλλικά υλικά μεγάλης χωρητικότητας, ταχύτητας υλικά μεγάλης χωρητικότητας, ταχύτητας  Δυσκολία ανάγνωσης και εγγραφής δεδομένων  Δυσκολία ευθυγράμμισης ακτινών laser και ρύθμισης γωνίας τους ρύθμισης γωνίας τους

26 26 Η Ολογραφική τηλεόραση πραγματικότητα ! Ανανεώσιμες τρισδιάστατες απεικονίσεις με μνήμη Προσπάθεια για χρήση και των τριών χρωμάτων Προσπάθεια για δημιουργία όλο και μεγαλύτερων αναπαραστάσεων Οθόνη 3-D εικόνων με κρυφό μηχανισμό ολογραφημάτων

27 27Μέλλον  Εισαγωγή ενός έγχρωμου φωτογραφικού υλικού (πλαστικό φιλμ) με τη δυνατότητα μαζικής παραγωγής ολογραμμάτων  Εκτυπωτής με τη δυνατότητα να παράγει 3D εικόνες από ψηφιακή πηγή σε λίγα λεπτά  Οικονομικές ημιαγώγιμες δίοδοι Lasers για τη δημιουργία ολογραμμάτων

28 28 Ο κόσμος μας ένα ολόγραμμα !! Μια παράξενη θεωρία που λέγεται «ολογραφική αρχή», λέει ότι το σύμπαν είναι σαν ένα ολόγραμμα. Όπως το φως μας επιτρέπει να απεικονίσουμε ένα τρισδιάστατο είδωλο πάνω σε ένα επίπεδο φιλμ, έτσι και το φαινομενικά τρισδιάστατο σύμπαν μπορεί να είναι τελείως ισοδύναμο με κάποια κβαντικά πεδία και φυσικούς νόμους, «σχεδιασμένους» σε μια τεράστια μακρινή επιφάνεια. Η φυσική των μαύρων τρυπών μας δίνει κάποια ένδειξη ότι κάτι τέτοιο θα μπορούσε να είναι αληθές. Η φυσική των μαύρων τρυπών μας δίνει κάποια ένδειξη ότι κάτι τέτοιο θα μπορούσε να είναι αληθές. Ίσως λοιπόν η εσωτερική μας αντίληψη ότι ο κόσμος είναι τρισδιάστατος να είναι μια παράξενη αυταπάτη και ολόκληρο το σύμπαν να είναι σαν ένα γιγάντιο ολόγραμμα …

29 29 Βιβλιογραφία «Σύγχρονη Πειραματική Οπτική»,Ευάγγελος Αναστασάκης, Εκδόσεις ΕΜΠ Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών σπουδών «Οπτική και Όραση», Πανεπιστήμιο Κρήτης “Airborne Laser scanning or aerial photogrammetry for the mine surveyor” by Jamie Hansen and David Jonas “Οπτικός Δίσκος χωρητικότητας 500GB παρουσιάζεται από την General Electric”, news.in.gr «Ολογραφία και αρχιτεκτονική», εργασία για το μάθημα Ειδικών Γεωμετρικών Απεικονίσεων,σχολή Αρχιτεκτώνων ΕΜΠ «Καταγραφή και προβολή του πολιτιστικού αποθέματος στον 21 ο αιώνα», Ερευνητικό Κέντρο Αθηνά, Demetri Psaltis and Fai Mok, Holographic Memories, Scientific American, November 1995

30 ΤΕΛΟΣ


Κατέβασμα ppt "ΟΛΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΟΛΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Μανωλά Πηνελόπη Σεμινάριο Φυσικής 2009 Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Κα Μακροπούλου Μ."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google