Spela in Ultra-realistiska full färgs analoga hologram för användning i en rörlig hologram skärm
Summary
Vi presenterar ett protokoll för att spela in en uppsättning Ultra-realistiska fyrfärg analoga hologram, som visar samma ljusstyrka, transparens och homogena färger, på Ultra-finkornig silver-Halide holografiska emulsioner för tillverkning av en dynamisk holografisk 3D Visa.
Abstract
Denna uppsats visar en metod för att spela in en uppsättning av tolv Ultra-realistiska fyrfärg analoga hologram presentera samma ljusstyrka, transparens och homogena färger för tillverkning av en Fantatrope, en dynamisk holografisk 3D-display, utan behov av särskilda visnings hjälpmedel. Metoden innebär användning av 3D-skrivare teknik, en enda stråle full-Color Denisyuk optisk installation med tre låg effekt lasrar (röd, grön och blå) och en ISO-pankromatisk högkänslig silver-Halid holografisk emulsion speciellt utformad för inspelning av analoga hologram utan diffusion. En cyklisk animering skapas med ett 3D-datorgrafikprogram och olika element är 3D-tryckta för att bilda modeller för hologrammen. Hologrammen är inspelade med en full-Color holografisk installation och utvecklas med hjälp av två enkla kemiska bad. För att förhindra variationer i emulsionstjocklek är hologrammen förseglade med optiskt lim. Resultaten bekräftar att alla hologram som registrerats med detta protokoll uppvisar samma egenskaper, vilket gör att de kan användas i Fantatrope.
Introduction
Tredimensionella (3D) displayer är ett viktigt forskningsämne1,2,3 och de flesta av de nuvarande metoderna använder stereoskopiska princip4 som orsakar visuella obehag och trötthet5,6. Den Fantatrope är en bekväm ny typ av dynamisk holografisk 3D-skärm som kan visa en kort animation i fyrfärg utan behov av särskilda tittande aids7. En Fantatrope använder en serie av tolv fullfärg hologram som motsvarar de olika faserna i en animation. Alla hologram som används i den här enheten måste vara Ultra-realistiska och uppvisa samma ljusstyrka, transparens och homogena färger. Inspelningen av ett enda högkvalitativt full färgs hologram är fortfarande svårt även för erfarna utövare. Medan val av inspelningsteknik och holografiskt material är viktiga viktiga punkter, finns det flera fler detaljer som är avgörande för att framgångsrikt kunna registrera sådana hologram.
För detta protokoll, en cyklisk sekvens av tolv olika bilder skapas först med en 3D-datorgrafik program och alla element är 3D tryckta för att bli hologram modeller. Dessa hologram är inspelade med Single-beam metod8 infördes av Yuri Denisyuk i 1963 som tillåter inspelning av Ultra-realistiska hologram med en 180 ° full-parallax. En Denisyuk fyrfärg Setup använder tre olika lasrar (röd, grön och blå) kombineras för att få en vit laserstråle. Silver-halidemulsioner är det bästa valet av inspelningsmaterial9 och endast ett fåtal silverhalogenlampor fullfärg emulsioner finns9,10. Dessutom för att spela in den blå våglängd utan oskärpa, en ISO-pankromatisk emulsion med en upplösning på mer än 10 000 linjer/mm krävs.
I detta protokoll är uppsättningen av hologram registreras på 4 tum x 5 tum plattor, med hjälp av ett material som är speciellt utformad för att spela in full-Color analoga hologram utan diffusion och görs isopanchromatic för alla vanliga synliga lasrar som används i färg holografi (se tabell över material). Säden är så fin (4 Nm) att någon synlig våglängd kan registreras inuti utan någon diffusion11. Dessutom är varje hologram utvecklad med en säker, icke-färgning kemisk process som utvecklats för den ultimata emulsioner.
Detta detaljerade protokoll är avsett att hjälpa nya och erfarna utövare inom området analog holografi för att undvika många vanliga fallgropar i samband med inspelning full-Color Denisyuk hologram; Det kan också ge en metod för att lära sig att använda Ultimate silver-Halide holografiskt material och kemikalier för att få tillförlitliga och reproducerbara resultat.
Protocol
Representative Results
Discussion
Traditionellt, stop-motion film använder marionetter eller lermodeller. För att undvika rörelse och få en ljus bild vid tiden för hologram inspelning väljs en uppsättning 3D-utskrivna tecken och bakgrunder. Dessutom är de olika elementen fästa fast och utan stress i lådan. Om ett element är fast med tvång eller flyttar under inspelningen, kommer det att visas svart eller FRANSAD i det sista hologrammet. 3D-utskrifter är ett mycket intressant nytt verktyg för att skapa originella modeller för analog hologra…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Den nuvarande forskningen utfördes av Forskningsbidraget från Kwangwoon University 2019.
Materials
| Black marker | Monami | Magic Cap | |
| FDM monochrome 3D printer | Anet | A8 | |
| Holographic bleach | Ultimate Holography | BLEACH-1L | Non-toxic |
| Holographic developer | Ultimate Holography | REV-U08-1.2 | Non-toxic |
| Holographic plates | Ultimate Holography | U04P-VICOL-4X5 | Light-sensitive |
| Laser (DPSS 532 nm 100 mW) | Cobolt | Samba | Follow safety practices |
| Laser (DPSS 473 nm 50 mW) | Cobolt | Blue | Follow safety practices |
| Laser (HeNe 633 nm 21 mW) | Thorlabs | HNL210L | Follow safety practices |
| Laser power meter | Sanwa | LP1 | |
| Matte black spray paint | Plasti-kote | 3101 | |
| Microscope objective | Edmund Optics | 40X 0.65 NA | |
| Pinhole | Edmund Optics | 10 μm | |
| Spatial Filter Movement | Edmund Optics | 39-976 | |
| UV glue | Vitralit | 6127 | Use gloves |
| Wetting agent | Kodak | Photo-Flo | |
| White PLA filament | Hatchbox | PLA-1KG1.75-BLK | |
| X-cube | Edmund Optics | 54-823 |
References
- Geng, J. Three-dimensional display technologies. Advances in Optics and Photonics. 5 (4), 456-535 (2013).
- Lim, Y., et al. 360-degree tabletop electronic holographic display. Optics Express. 24 (22), 2499 (2016).
- Sugie, T., et al. High-performance parallel computing for next-generation holographic imaging. Nature Electronics. 1 (4), 254 (2018).
- Ogle, K. N. Some aspects of stereoscopic depth perception. JOSA. 57, 1073-1081 (1967).
- Read, J. C. A., et al. Balance and coordination after viewing stereoscopic 3D television. Royal Society Open Science. 2, 140522 (2015).
- Lambooij, M., Ijsselsteijn, W., Fortuin, M., Heynderickx, I. Visual discomfort and visual fatigue of stereoscopic displays: a review. Journal of Imaging Science and Technology. 53 (3), 1-14 (2009).
- Gentet, P., Joung, J., Gentet, Y., Hamacher, A., Lee, S. H. Fantatrope, a moving hologram display: design and implementation. Optics Express. 27 (8), 11571-11584 (2019).
- Denisyuk, Y. N. On the reproduction of the optical properties of an object by the wave field of its scattered radiation. Optics and Spectroscopy. 14, 279-284 (1963).
- Bjelkhagen, H. I., Brotherton-Ratcliffe, D. . Ultra-realistic imaging: advanced techniques in analogue and digital colour holography. , (2013).
- Graham, S., Zacharovas, S. . Practical Holography, Fourth Edition. , (2015).
- Gentet, P., Gentet, Y., Lee, S. H. Ultimate 04 the new reference for ultra-realistic color holography. 2017 International Conference on Emerging Trends & Innovation in ICT (ICEI). , 162-166 (2017).
- International Electrotechnical Commission. IEC 60825-1: 2014. Safety of laser products-Part 1: Equipment classification and requirements. IEC Geneva. 3, (2014).
- Kun, K. Reconstruction and development of a 3D printer using FDM technology. Procedia Engineering. 149, 203-211 (2016).
- . . Covestro Deutschland AG, Bayfol HX200 Datasheet. , (2018).
- Bjelkhagen, H. I. Silver Halide Recording Materials for Holography and Their Processing. Springer Series in Optical Sciences. 66, (1993).
