Ultrarealistische Full-Color analoge hologrammen opnemen voor gebruik in een bewegend hologram scherm
Summary
We presenteren een protocol om een reeks ultrarealistische Full-Color analoge hologrammen op te nemen, met dezelfde helderheid, transparantie en homogene kleuren, op ultra-fijnkorrelige zilver-halide holografische emulsies voor de fabricage van een dynamische holografische 3D Weergeven.
Abstract
Dit artikel toont een methode om een set van twaalf ultrarealistische Full-Color analoge hologrammen op te nemen die dezelfde helderheid, transparantie en homogene kleuren presenteren voor de fabricage van een Fantatrope, een dynamisch holografische 3D-Display, zonder de noodzaak voor speciale kijk hulpmiddelen. De methode omvat het gebruik van 3D-Printertechnologie, een enkele bundel Full-Color Denisyuk optische Setup met drie Low-Power lasers (rood, groen en blauw) en een ISO-panchromatische hoge-gevoelige zilver-halide holografische emulsie speciaal ontworpen voor analoge hologrammen opnemen zonder enige diffusie. Een cyclische animatie wordt gemaakt met een 3D Computergrafisch programma en verschillende elementen worden 3D geprint om modellen te vormen voor de hologrammen. Hologrammen worden opgenomen met een full-color holografische Setup en ontwikkeld met behulp van twee eenvoudige chemische Baden. Om eventuele emulsie dikte variaties te voorkomen, worden de hologrammen verzegeld met optische lijm. De resultaten bevestigen dat alle hologrammen die met dit protocol zijn opgenomen dezelfde kenmerken hebben, zodat ze kunnen worden gebruikt in het Fantatrope.
Introduction
Driedimensionale (3D) displays zijn een belangrijk onderzoeksonderwerp1,2,3 en de meeste van de huidige benaderingen gebruiken het stereoscopische principe4 dat visuele ongemak en vermoeidheid veroorzaakt5,6. De Fantatrope is een handig nieuw type dynamische holografische 3D-display dat een korte animatie in volle kleur kan tonen zonder de noodzaak voor speciale kijk hulpmiddelen7. Een Fantatrope maakt gebruik van een reeks van twaalf Full-Color hologrammen die overeenkomen met de verschillende fases van een animatie. Alle hologrammen die in dit apparaat worden gebruikt, moeten uiterst realistisch zijn en dezelfde helderheid, transparantie en homogene kleuren tonen. De opname van één hoogwaardig hologram blijft zelfs voor ervaren beoefenaren moeilijk. Hoewel de keuzes van de opname techniek en het holografische materiaal belangrijke punten zijn, zijn er verschillende meer details die cruciaal zijn om dergelijke hologrammen met succes te registreren.
Voor dit protocol wordt eerst een cyclische reeks van twaalf verschillende afbeeldingen gemaakt met een grafisch programma voor 3D-computers en alle elementen zijn 3D-geprint om hologram-modellen te worden. Deze hologrammen worden opgenomen met de single-Beam methode8 , geïntroduceerd door Yuri Denisyuk in 1963, waarmee de opname van ultrarealistische hologrammen met een 180 ° Full-Parallax mogelijk is. Een Denisyuk Full-Color Setup maakt gebruik van drie verschillende lasers (rood, groen en blauw) gecombineerd om een witte laserstraal te krijgen. Silver-halide emulsies zijn de beste keuze voor opname materiaal9 en slechts een paar silver-halide Full-Color emulsies zijn beschikbaar9,10. Bovendien is een ISO-panchromatische emulsie met een resolutie van meer dan 10.000 lijnen/mm nodig om de blauwe golflengte zonder vervaging op te nemen.
In dit protocol, de set van hologrammen worden opgenomen op 4 inch x 5 inch platen, met behulp van een materiaal dat speciaal is ontworpen voor het opnemen van Full-Color analoge hologrammen zonder enige verspreiding en isopanchromatisch gemaakt voor alle gemeenschappelijke zichtbare lasers gebruikt in kleur holografie (Zie tabel van materialen). De korrel is zo fijn (4 nm) dat elke zichtbare golflengte binnen kan worden opgenomen zonder diffusie11. Bovendien wordt elk hologram ontwikkeld met behulp van een veilig, niet-kleuringsproces dat is ontwikkeld voor de ultieme emulsies.
Dit gedetailleerde protocol is bedoeld om nieuwe en ervaren beoefenaren op het gebied van analoge holografie te helpen om te voorkomen dat veel veelvoorkomende valkuilen in verband met het opnemen van Full-Color Denisyuk hologrammen; het kan ook een benadering bieden om te leren hoe u Ultimate silver-halide holografische materialen en chemicaliën gebruiken om betrouwbare en reproduceerbaar resultaten te verkrijgen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Traditioneel, stop-motion film maakt gebruik van marionetten of klei modellen. Om beweging te voorkomen en een helder beeld te krijgen op het moment van hologram opname, wordt een set 3D-gedrukte karakters en achtergronden gekozen. Bovendien worden de verschillende elementen stevig en zonder stress in de doos bevestigd. Als een element is vastgezet met een beperking of beweegt tijdens de opname, wordt het zwart weergegeven of gefranjerde in het uiteindelijke hologram. 3D-printen is een zeer interessante nieuwe tool voor …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Het huidige onderzoek werd uitgevoerd door de Research Grant van Kwangwoon University in 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 |
Riferimenti
- 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).
