HOLOGRAFIJA ELEKTRONINĖS LEIDYBOS STUDIJŲ PROGRAMOJE Stanislovas Zacharovas, Gintautas Stonys ir Edita Griškėnienė

PRADŽIA 2010 m. gegužės 21 d. Alytaus kolegijoje vyko VIII-oji mokslinė-praktinė konferencija „Informacinės technologijos 2010: teorija, praktika, inovacijos“. Konferencijos metu buvo atidaryta paroda 3D HOLOGRAMOS. Paroda organizuota, bendradarbiaujant su UAB „Geola Digital“

SĖKMĖ Parodos sėkmė paskatino ieškoti atsakymų į klausimus: Ar rinkai reikalingi hologramų kūrimo specialistai? Ar Alytaus kolegija gali juos parengti?

ATSAKYMAI Ar rinkai reikalingi hologramų kūrimo specialistai? TAIP. Tai įrodė Dr. Stanislovas Zacharovas pokalbių su Kolegijos direktore Danute Remeikiene ir dėstytojais metu. Ar Alytaus kolegija gali juos parengti? TAIP. Apie tai kalbėsime pranešimo metu.

Tikslas Išanalizuoti skaitmeninių hologramų pritaikymą Elektroninės leidybos studijų programoje.

Uždaviniai Susipažinti su skaitmeninių hologramų rengimo principais. Įvertinti skaitmeninių hologramų pritaikomumo galimybes Elektroninės leidybos studijų programoje.

ANALOGINĖ HOLOGRAFIJA Holografija (gr. holos – visas, graphe – rašymas) – erdvinės informacijos apie objektą užrašymo ir atkūrimo metodas, pagrįstas koherentinių (vienodų bangos ilgių, dažnių ir pastovaus fazių skirtumo bangos) šviesos bangų sklaida nuo objekto ir šios išsklaidytos šviesos interferencija su to paties koherentinės šviesos šaltinio (lazerio) šviesos pluoštu. Atraminis pluoštas Objektinis pluoštas Objekto išsklaidytas šviesos pluoštas vadinamas objektiniu pluoštu Su juo interferuojantis šviesos pluoštas vadinamas atraminiu pluoštu

ANALOGINĖ HOLOGRAFIJA Master-holograma (H1) matoma tik lazerio šviesoje Norint matyti hologramą ne lazerio šviesoje, reikia padaryti jos kopiją – atspindžio arba pralaidžią hologramą H2 Atraminis pluoštas master- hologramos įrašymo metu Atraminis pluoštas Lazerio šviesos pluoštas master- hologramos žiūrėjimo metu Objektinis pluoštas Master-hologramos (H1) žiūrėjimas Analoginių hologramų kopijavimas Geolos įranga (H1=>H2)

Atspindžio holograma-kopija ANALOGINĖ HOLOGRAFIJA Analoginių hologramų gamyba Atraminis pluoštas Objektinis pluoštas Master-holograma Atspindžio holograma-kopija Master-hologramos vaizdo pozicionavimas kopijavimo metu Atspindžio hologramos-kopijos (H2) žiūrėjimas

Lygiai taip pat mes suvokiame ir kitus erdvinius objektus Erdviškumo suvokimas Kaip žmogus suvokia, kad vaizdas atkuriamas hologramos yra 3D. Lygiai taip pat mes suvokiame ir kitus erdvinius objektus + =

+ = Erdviškumas hologramoje Besikeičiant žmogaus padėčiai hologramos atžvilgiu akys mato tolygiai besiskiriančias pavaizduoto objekto vaizdų poras Jeigu vaizdai išsidėstę vienas nuo kito atstumu <0,3O … 0,5O - žmogus nesuvokia trūkių tarp jų. Analoginė holograma pateikia begalę to paties objekto vaizdų, taigi pavaizduotas objektas suvokiamas, kaip erdvinis, kabantis prieš ar už hologramos paviršiaus + =

Neholografiniai 3D spaudiniai Bet koks dviejų paralaksiškai priklausomų vaizdų pateikimas žmogaus akims iššaukia erdvinių vaizdų suvokimą žmogaus galvoje. Lentikuliariniai spaudiniai – po cilindriniais lęšiais patalpinti paralaksiškai-priklausomų vaizdų juostelės. Kairiausias vaizdas Dešiniausias vaizdas Pro cilindrinį lęšį žmogaus akis mato visas vieno vaizdo juosteles. Trūkumas – neįmanoma patalpinti po lęšiais daugiau negu 32 vaizdų juostelių, t.y. tik 16 poru vaizdų viename spaudinyje. Vaizdas kuris bus atspausdintas po cilindrinėmis linzėmis – juostelių miksas

Skaitmeninės holografijos pagrindai Bet koks dviejų paralaksiškai priklausomų vaizdų pateikimas žmogaus akims iššaukia erdvinių vaizdų suvokimą žmogaus galvoje. Uždavinys: surasti būdą, kaip pateikti žmogaus akims tiek paralaksiškai priklausomų vaizdų, kad jis suvoktų matomą vaizdą kaip erdvinį; kampinis atstumas tarp šių vaizdų turi būti mažesnis už 0,3O.

Skaitmeninės holografijos pagrindai Uždavinys: surasti būdą, kaip pateikti žmogaus akims tiek paralaksiškai priklausomų vaizdų, kad jis suvoktų matomą vaizdą, kaip erdvinį; kampinis atstumas tarp šių vaizdų turi būti mažesnis už 0,3O. Sprendimas: Paimti kelis šimtus skaitmeninių paralaksiškai priklausomų to paties 3D objekto vaizdų; Išrinkti iš jų pikselius, turinčius tas pačias koordinates; Įrašyti visus pikselius vienoje taškinėje hologramoje, taip, kad priklausomai nuo kampo matytusi atitinkamo intensyvumo pikselis Padengti tokiais holografiniais pikseliais didesnį plotą.

Skaitmeninės holografijos pagrindai Paimti kelis šimtus skaitmeninių paralaksiškai-priklausomų to paties 3D objekto vaizdų Nufilmuoti 3D sceną tolygiai judančia kamera 3D programoje, arba realybėje. Panaudoti kelis šimtus kamerų, tolygiai išsidėsčiusių erdvėje. AVI KADRAI

Skaitmeninės holografijos pagrindai Išrinkti iš paralaksiškai priklausomų kadrų pikselius su tomis pačiomis koordinatėmis Tai padaroma pasitelkus kompiuterinę programą 1 2 ... 640 (0,0) 255, 255, 255 240, 200, 180 130, 130, 140 (0,1) 125, 130, 155 90, 55, 140 175, 200,35 (0,480) 200, 230,180 115, 125, 160 180, 180, 135 AVI KADRAI KADRAS1; Pixel 1 KADRAS2; Pixel 1 KADRAS 640; Pixel 1 …

Objektyvo matymo kampas Skaitmeninės holografijos pagrindai Įrašyti visus pikselius vienoje taškinėje hologramoje, taip, kad priklausomai nuo kampo matytusi atitinkamo intensyvumo pikselis Visi tų pačių koordinačių pikseliai išvedami į skaidrų skystų kristalų ekraną Vaizdas ekrane fokusuojamas specialiu objektyvu, turinčiu spindulių sąsmauką išorėje Fotomedžiaga patalpinama už sąsmaukos ir pridėjus atraminį spindulį ten įrašoma visų tų pačių koordinačių pikselių holograma Priklausomai nuo įrašytos hologramos matymo kampo, bus matomas vis kitoks tų pačių koordinačių pikselis atraminis spindulys fotojuosta Objektyvo matymo kampas sąsmauka

Moduliuota lazerio šviesa Skaitmeninės holografijos pagrindai Padengti holografiniais pikseliais didesnį plotą. Lazerio spindulys LCD Moduliuota lazerio šviesa Objektyvas Objektinis spindulys Atraminis spindulys Fotomedžiaga

Skaitmeninės holografijos spausdintuvas 1999 m. Geola išrado skaitmeninį holografinį spausdintuvą Spausdintuvas skirtas master-hologramų ir atspindžio hologramų-kopijų spausdinimui Holopikselio dydis - 0.8x0.8mm or 1.6x1.6mm Impulsinio lazerio dažnis 30Hz

Skaitmeninės holografijos spausdintuvas 2001 Geola pardavė pirmą komercinį skaitmeninį holografinį spausdintuvą

Dabar Vilniuje veikiantis spausdintuvas Skaitmeninės holografijos spausdintuvas Dabar Vilniuje veikiantis spausdintuvas Pasaulyje yra tik keli panašaus veikimo holografiniai spausdintuvai

Skaitmeninės holografijos įranga ĮVAIZDINIMAS Skaitmeninės holografijos įranga Skaitmeninės hologramos iš esmės skiriasi nuo analoginių: 3D sceną galima sukonstruoti kompiuteryje Gyvai nufilmuotą 3D sceną galima retušuoti kompiuteryje 3D įvaizdinimas ir spausdinimas yra geografiškai atskirti procesai Naujos kokybės daiktui reikia naujo pavadinimo, kad išskirti jį iš kitų i-Liumograma

3D scenos iliumogramai filmavimas kompiuteryje iliumografijos įranga Skaitmeninės holografijos įranga įvaizdinimas 3D scenos iliumogramai filmavimas kompiuteryje Virtuali kamera tolygiai juda prieš sceną Renderingo parametrai užduodami spausdintuvo konstrukcijos Renderinama nuo 640 iki 1200 kadrų Kadrų dydis nuo 688x187 iki 3437x625 pikselių Vaizdo plokštuma 3D scena Virtualios kameros matymo laukas Virtuali kamera Virtualios kameros judėjimas

3D scenos iliumogramai filmavimas tikrovėje iliumografijos įranga įvaizdinimas 3D scenos iliumogramai filmavimas tikrovėje 2005 metais Geola išrado iliumografinio filmavimo įrangą 3D scena Vaizdo plokštuma Filmavimas atliekamas tolygiai judančia ir besisukančia kamera Maksimali reikalinga kameros skyra - 625 x 938 pikselių Kamerai darant 30 kps, per 6 sekundes gaunama 180 kadrų, padauginamu kompiuteryje iki 640. Tikros kameros matymo laukas Tiesinis tikros kameros judėjimas Tikra kamera Camera sukimasis

3D scenos iliumogramai filmavimas tikrovėje iliumografijos įranga įvaizdinimas 3D scenos iliumogramai filmavimas tikrovėje HoloCam – 3D įvaizdinimas nešiojama ir studijine įranga

3D scenos iliumogramai filmavimas tikrovėje iliumografijos įranga įvaizdinimas 3D scenos iliumogramai filmavimas tikrovėje 3D įvaizdinimas mobiliais telefonais HoloCam turi besisukančią judančią kamerą – kas bus jeigu vietoj kameros judės 3D scena? Matome, kad vaizdai kadrų centre yra panašus, skiriasi tik jų dydis Tai įgalino mus atidaryti internetinį servisą iliumogramoms iš mobilių telefonų video gaminti

3D scenos iliumogramai filmavimas tikrovėje iliumografijos įranga įvaizdinimas 3D scenos iliumogramai filmavimas tikrovėje 3D įvaizdinimas mobiliais telefonais Reikia lėtai pasukti galvą nuo vieno peties iki kito ir nufilmuoti tai Video atsiunčiamas internetu Geolai Geola atspausdina iliumografinį portretą ir išsiunčia jį paštu

iliumografijos įranga apšvietimas 3D vaizdas iliumogramoje matomas, kai ji yra apšviesta Geolos šviestuvai

Portretai iliumogramų panaudojimas Filmuojama su HoloCam arba mobiliuoju telefonu Video siunčiamas į Geolą i-Liumograma siunčiama klientui paštu iLumographic portrait shot by Dr. Martin Richardson (views from right, center and left) 10 HoloCam’ų veikia pasaulyje

Muziejai iliumogramų panaudojimas Filmuojama su HoloCam arba panaudojami 3D skenerių failai Failai siunčiami į Geolą i-Liumograma siunčiama klientui paštu i-Lumogram designed by Paul Burke, Australia (views from right, center and left)

Architektūrinės vizualizacijos iliumogramų panaudojimas Architektūrinės vizualizacijos Vaizdai gaunami 3d dizaino programose Failai siunčiami į Geolą i-Liumograma siunčiama klientui paštu i-Lumogram designed by Ikuo Nakamura, (views from right, center and left) Architectural presentation stand designed for DDB by Mindaugas Ratavicius

Inžinerinės vizualizacijos iliumogramų panaudojimas Inžinerinės vizualizacijos Vaizdai gaunami 3d dizaino programose Failai siunčiami į Geolą i-Liumograma siunčiama klientui paštu i-Lumogram printed from Cortona VRML client GUI window (views from right, center and left)

Medicina iliumogramų panaudojimas Vaizdai gaunami tomografu Failai siunčiami į Geolą i-Liumograma siunčiama klientui paštu i-Lumogram made of human lung tomographic scans (series of photographs made from different angle) i-Lumogram of human face construction (views from right, center and left)

Puma shoes i-Lumogram installation (Montreal, 2005) iliumogramų panaudojimas Naujų produktų prezentacija Puma shoes i-Lumogram installation (Montreal, 2005) Vaizdai gaunami 3d dizaino programose arba/ir HoloCam’u Failai siunčiami į Geolą i-Liumograma siunčiama klientui paštu Nike shoes i-Lumogram installation (London, 2005)

DĖSTYMAS Studijų programos: fizika (optika), kompiuterinis dizainas, Skaitmeninių hologramų pritaikymas dėstant Elektroninės leidybos studijų programą Studijų programos: fizika (optika), kompiuterinis dizainas, multimedija,

DĖSTYMAS Studijų programos: vaizdų apdorojimas ir kompozicija, Skaitmeninių hologramų pritaikymas dėstant Elektroninės leidybos studijų programą Studijų programos: vaizdų apdorojimas ir kompozicija, internetinė animacija, reklamos dizainas,

DĖSTYMAS Kompiuterinės programos: Ulead Cool 3D Studio Skaitmeninių hologramų pritaikymas dėstant Elektroninės leidybos studijų programą Kompiuterinės programos: Ulead Cool 3D Studio išskaidomas erdvinį vaizdą į smulkius elementus – kadrus, kuriuose, pritaikius programoje esančius efektus, apjungiama ir gaunama integruota vaizdų visumą, kurią galima perkelti į hologramas; MAYA.

DĖSTYMAS Veiklos galimybės versle Studentai išmoks parengti kompiuterinius siužetus, kuriuos bus galima perkelti į hologramas ir realizuoti verslo poreikiams tenkinti. Tai galėtų būti reklaminiai objektai, leidybinės autorinių teisių apsaugos, įvaizdžio, meno, mokomųjų elementų kūrimo darbai. Tokia veikla skatina studentų domėjimąsi naujausiomis mokslo technologijomis. Sudaromos galimybės patiems dalyvauti kūrimo procese.

DĖSTYMAS Veiklos galimybės mokymo įstaigoje Siekiant studijų kokybės svarbia vidinio studijų, kaip edukacinio proceso, kokybės vertinimo dalimi laikytina dėstytojų ir studentų sąveika, apimanti daugelį aspektų: konkrečios programos dalykų turinį, jų perteikimo būdus bei metodus, savarankiško darbo organizavimą, studentų atsiskaitymo formas

IŠVADOS Straipsnyje dalinai išnagrinėti holografinių vaizdų rengimo principai. Alytaus kolegijos Elektroninės leidybos studentai gali dalyvauti kuriant siužetinius kadrus hologramoms. Holografija skatina domėjimąsi naujausiomis technologijomis.

KARTU Tikimės puikių rezultatų – parengti kvalifikuotus specialistus, tobulinti mokymo programas, populiarinti naujausias technologijas ir dalyvauti savo auklėtinių hologramų parodose.