Aufnahme von ultrarealistischen Vollfarb-Analoghologrammen für den Einsatz in einem beweglichen Hologramm-Display
Summary
Wir präsentieren ein Protokoll, um eine Reihe von ultra-realistischen Vollfarb-Analoghologrammen aufzeichnen, die die gleiche Helligkeit, Transparenz und homogene Farben zeigen, auf ultra-feinkörnigen silberhalogenischen holographischen Emulsionen für die Herstellung eines dynamischen holographischen 3D Anzeigen.
Abstract
Dieses Papier zeigt eine Methode, um einen Satz von zwölf ultra-realistischen Vollfarb-Analoghologrammen aufzunehmen, die die gleiche Helligkeit, Transparenz und homogene Farben für die Herstellung eines Fantatrope, eines dynamischen holographischen 3D-Displays, ohne die Notwendigkeit spezielle Sehhilfen. Das Verfahren umfasst den Einsatz von 3D-Druckertechnologie, einem einstrahligen Vollfarben-Denisyuk-Optik-Setup mit drei Low-Power-Lasern (rot, grün und blau) und einer iso-panchromatischen hochempfindlichen holographischen Silberhalogenid-Emulsion, die speziell für Aufnahme analoger Hologramme ohne Diffusion. Eine zyklische Animation wird mit einem 3D-Computergrafikprogramm erstellt und verschiedene Elemente werden 3D gedruckt, um Modelle für die Hologramme zu bilden. Hologramme werden mit einem vollfarbigen holographischen Setup aufgezeichnet und mit zwei einfachen chemischen Bädern entwickelt. Um Emulsionsdickenschwankungen zu vermeiden, werden die Hologramme mit optischem Kleber versiegelt. Die Ergebnisse bestätigen, dass alle Hologramme, die mit diesem Protokoll aufgezeichnet wurden, die gleichen Eigenschaften aufweisen, die es ermöglichen, sie in der Fantatrope zu verwenden.
Introduction
Dreidimensionale (3D) Displays sind ein wichtiges Forschungsthema1,2,3 und die meisten aktuellen Ansätze verwenden das stereoskopische Prinzip4, das sehische Beschwerden und Ermüdung verursacht5,6. Die Fantatrope ist eine praktische neue Art von dynamischen holographischen 3D-Display, das eine kurze Animation in voller Farbe ohne die Notwendigkeit für spezielle Anzeigehilfen7zeigen kann. Eine Fantatrope verwendet eine Serie von zwölf Vollfarbenhologrammen, die den verschiedenen Phasen einer Animation entsprechen. Alle Hologramme, die in diesem Gerät verwendet werden, müssen ultrarealistisch sein und die gleiche Helligkeit, Transparenz und homogene Farben aufweisen. Die Aufnahme eines einzigen hochwertigen Vollfarbhologramms bleibt auch für erfahrene Praktiker schwierig. Während die Auswahl der Aufnahmetechnik und holographisches Material wichtige Schlüsselpunkte sind, gibt es mehrere weitere Details, die entscheidend sind, um solche Hologramme erfolgreich aufzuzeichnen.
Für dieses Protokoll wird zunächst eine zyklische Sequenz von zwölf verschiedenen Bildern mit einem 3D-Computergrafikprogramm erstellt und alle Elemente werden 3D zu Hologrammmodellen gedruckt. Diese Hologramme werden mit der 1963 von Juri Denisjuk eingeführten Einstrahlmethode8 aufgezeichnet, die die Aufnahme ultrarealistischer Hologramme mit einer 180° Vollparallax ermöglicht. Ein Denisyuk-Vollfarben-Setup verwendet drei verschiedene Laser (rot, grün und blau) kombiniert, um einen weißen Laserstrahl zu erhalten. Silberhalogenid-Emulsionen sind die beste Wahl für Aufnahmematerial9 und nur wenige Silberhalogenid-Vollfarbenemulsionen sind9,10erhältlich. Um die blaue Wellenlänge unscharf aufzuzeichnen, ist eine iso-panchromatische Emulsion mit einer Auflösung von mehr als 10.000 Linien/mm erforderlich.
In diesem Protokoll werden die Hologramme auf 4 Zoll x 5 Zoll Platten aufgezeichnet, mit einem Material, das speziell für die Aufnahme von vollfarbigen analogen Hologrammen ohne Diffusion entwickelt wurde und isopanchromatisch für alle gängigen sichtbaren Laser in der Farbholographie verwendet wird (siehe Tabelle der Materialien). Das Korn ist so fein (4 nm), dass jede sichtbare Wellenlänge im Inneren ohne Diffusion aufgezeichnet werden kann11. Darüber hinaus wird jedes Hologramm mit einem sicheren, nicht färbenden chemischen Verfahren entwickelt, das für die ultimativen Emulsionen entwickelt wurde.
Dieses detaillierte Protokoll soll neuen und erfahrenen Praktikern auf dem Gebiet der analogen Holographie helfen, viele häufige Fallstricke im Zusammenhang mit der Aufnahme von Vollfarb-Denisyuk-Hologrammen zu vermeiden; es kann auch einen Ansatz bieten, um zu lernen, wie man ultimative silberhalogenid holographische Materialien und Chemikalien verwendet, um zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Traditionell verwendet Stop-Motion-Film Marionetten oder Tonmodelle. Um Bewegung zu vermeiden und ein helles Bild zum Zeitpunkt der Hologrammaufnahme zu erhalten, wird eine Reihe von 3D-gedruckten Zeichen und Hintergründen ausgewählt. Darüber hinaus sind die verschiedenen Elemente fest und ohne Spannung in der Box befestigt. Wenn ein Element während der Aufzeichnung mit Abhängigkeit fixiert oder verschoben wird, wird es im endgültigen Hologramm schwarz oder umrandet angezeigt. Der 3D-Druck ist ein sehr interessante…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die aktuelle Forschung wurde 2019 mit dem Research Grant der Kwangwoon University durchgeführt.
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
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