Optagelse af ultra-realistiske, analoge hologrammer i fuld farve til brug i et bevægeligt hologram display

Summary

Vi præsenterer en protokol til at optage et sæt af ultra-realistiske fuld-farve analoge hologrammer, der viser den samme lysstyrke, gennemsigtighed og homogene farver, på ultra-fine-Grain sølv-Halogenid holografiske emulsioner til fremstilling af en dynamisk holografisk 3D Vise.

Abstract

Dette papir demonstrerer en metode til at optage et sæt af tolv ultra-realistiske fuld-farve analoge hologrammer, der præsenterer den samme lysstyrke, gennemsigtighed og homogene farver til fremstilling af en Fantatrope, en dynamisk holografisk 3D-skærm, uden behov for specielle visnings hjælpemidler. Metoden indebærer brug af 3D printer teknologi, en enkelt-Beam Full-Color Denisyuk optisk setup med tre Low-Power lasere (rød, grøn og blå) og en ISO-panchromatic høj-følsom sølv-halide holografisk emulsion specielt designet til optagelse af analoge hologrammer uden diffusion. En cyklisk animation er skabt med en 3D-computer grafikprogram og forskellige elementer er 3D trykt til at danne modeller for hologrammer. Hologrammer optages med et holografisk setup i fuld farve og er udviklet ved hjælp af to simple kemiske bade. For at forhindre emulsions tykkelse variationer, er hologrammer forseglet med optisk lim. Resultaterne bekræfter, at alle hologrammer, der er optaget med denne protokol, frembyder de samme egenskaber, som gør det muligt at anvende dem i Fantatrope.

Introduction

Tredimensionelle (3D) displays er et vigtigt forskningsemne^1,2,3 og de fleste af de nuværende tilgange bruger stereoskopisk princip⁴ , der forårsager visuelt ubehag og træthed^5,6. Fantatrope er en praktisk ny type dynamisk holografisk 3D-skærm, der kan vise en kort animation i fuld farve uden behov for specielle visnings hjælpemidler⁷. En Fantatrope bruger en serie af tolv fuld farve hologrammer svarende til de forskellige faser af en animation. Alle hologrammer, der bruges i denne enhed, skal være ultra-realistiske og vise samme lysstyrke, gennemsigtighed og homogene farver. Optagelsen af et enkelt højkvalitets hologram af høj kvalitet er stadig vanskelig selv for erfarne praktikere. Mens valg af optagelsesteknik og holografisk materiale er vigtige nøglepunkter, er der flere flere detaljer, der er afgørende for at kunne registrere sådanne hologrammer.

For denne protokol, en cyklisk sekvens af tolv forskellige billeder er først skabt med en 3D-computer grafikprogram og alle de elementer er 3D trykt til at blive hologram modeller. Disse hologrammer er optaget med single-Beam metode⁸ introduceret af Yuri Denisyuk i 1963, der giver mulighed for optagelse af ultra-realistiske hologrammer med en 180 ° fuld-Parallax. En Denisyuk fuld farveopsætning bruger tre forskellige lasere (rød, grøn og blå) kombineret for at få en hvid laserstråle. Sølv-Halogenid emulsioner er det bedste valg af optagelse materiale⁹ og kun et par sølv-Halogenid fuld-farve emulsioner er tilgængelige^9,10. Desuden for at registrere den blå bølgelængde uden sløring, en ISO-panchromatic emulsion med en opløsning på mere end 10.000 linier/mm er påkrævet.

I denne protokol er sættet af hologrammer optaget på 4 tommer x 5 tommer plader, ved hjælp af et materiale, der er specielt designet til optagelse af fuld farve analoge hologrammer uden nogen diffusion og er lavet isopanchromatic for alle de almindelige synlige lasere, der anvendes i farve holografi (Se tabel over materialer). Kornet er så fint (4 nm), at enhver synlig bølgelængde kan optages inde uden nogen diffusion¹¹. Desuden er hvert hologram udviklet ved hjælp af en sikker, ikke-farvning kemisk proces udviklet til de ultimative emulsioner.

Denne detaljerede protokol er beregnet til at hjælpe nye og erfarne praktikere inden for analog holografi for at undgå mange almindelige faldgruber forbundet med optagelse af fuld farve Denisyuk hologrammer; Det kan også give en tilgang til at lære at bruge Ultimate sølv-Halogenid holografiske materialer og kemikalier for at opnå pålidelige og reproducerbare resultater.

Protocol

Forsigtig: alle relevante sikkerhedsmetoder skal følges ved brug af lasere12 og kemiske produkter, herunder brug af personlige værnemidler såsom beskyttelsesbriller, briller, handsker og laboratorie frakker. 1. oprettelse af indhold Modellere de forskellige elementer i scenen (karakter og baggrund) med 3D-computer grafikprogrammer som blender, en gratis og open-source 3D software Toolset. Opret en cyklisk animation med 12 rammer med 3D-computer gr…

Representative Results

3D-indhold blev skabt og en cyklisk sekvens af tolv billeder var forestillet, og de forskellige elementer blev derefter 3D trykt og malet (figur 1). En Denisyuk single-Beam optisk opsætning i fuld farve blev samlet for at optage hologrammer (figur 2). Efter optagelsen blev hologrammerne udviklet og forseglet (figur 3) for at opnå et sæt af tolv ultra-realistiske analoge hologrammer i fuld farve med en 180 ° Full-Parallax, der viste samme lysstyrke, gennemsigtighed og…

Discussion

Traditionelt, stop-motion film bruger dukker eller ler modeller. For at undgå bevægelse og få et lyst billede på tidspunktet for hologram optagelsen vælges et sæt 3D-udskrevne tegn og baggrunde. Desuden er de forskellige elementer fastgjort fast og uden stress i kassen. Hvis et element er fastgjort med begrænsning eller bevæger sig under optagelsen, vises det sort eller frynsede i det endelige hologram. 3D-udskrivning er et meget interessant nyt værktøj til at skabe originale modeller til analog holografi.

…

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