لقد مر أكثر من 100 عام منذ أن تمت صياغة الأسس النظرية للتصوير المجسم لأول مرة ، وما زلنا نربط الصور المجسمة بشكل أساسي بالملصقات الموجودة على السجلات أو بحفل توباك شاكور بعد وفاته. ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، بدأ موضوع التصوير المجسم في التطور بنشاط. اليوم سوف نخبرك كل شيء عن الصور الثلاثية الأبعاد الغامضة.
في عام 1920 ، طرح العالم البولندي Mieczyslaw Wolfke في عمله "حول إمكانية التصوير البصري للشبكات الجزيئية" (Über die Möglichkeit der optische Abbildung von Molekulargittern) فكرة طريقة التصوير المجسم للحصول على الصور. في ذلك الوقت ، ومع ذلك ، لم تكن هناك تقنية تسمح باستخدام اكتشاف القطب في الممارسة العملية. كان علينا أن ننتظر هذا حتى الستينيات من القرن الماضي.
أصبحت الصور المجسمة معروفة على نطاق واسع في عام 1977 بفضل فيلم حرب النجوم ، حيث كانوا بمثابة ناقلات للمعلومات ووسائل الاتصال. بهذه الطريقة ، دخلت نظرية علمية معقدة للغاية في ثقافة البوب ، واستحوذت على خيال ملايين الأشخاص حول العالم. هل اقتربنا اليوم من رؤية موضوع التصوير المجسم لجورج لوكاس؟
اقرأ أيضا: تلسكوب جيمس ويب الفضائي: 10 أهداف يجب مراقبتها
ما هو التصوير المجسم؟
"ساعدني ، أوبي وان كينوبي! أنت أملي الوحيد!" هذا النص ، المعروف لجميع عشاق حرب النجوم ، يتحدث به إسقاط ثلاثي الأبعاد للأميرة ليا، أصبحت بالنسبة للعديد من المشاهدين الفكرة الأولى عن ماهية التصوير الهولوغرافي والتصوير الهولوغرافي.
اليوم ، عندما نمسك بأيدينا قرصًا به تسجيلات الفرقة المفضلة لدينا ، نرى ملصقًا ملونًا عليه ، يتلألأ بألوان مختلفة من قوس قزح. هذا تأكيد ثلاثي الأبعاد على أصالة ومشروعية القرص. إذن ، هذه أيضًا صورة ثلاثية الأبعاد ، ولكن كيف يتم إنشاؤها وما الغرض منها؟ سأحاول الإجابة على هذه الأسئلة قدر الإمكان. ومع ذلك ، من الواضح أنها لن تكون مهمة سهلة وبسيطة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى الحاجة إلى تعريف وشرح بعض المفاهيم الفيزيائية ، على الرغم من أن معظمها يجب أن يكون مألوفًا لك من فصول الفيزياء الخاصة بك. هذا ضروري لأن التأثير النهائي هو نتيجة الاستخدام العملي للإنجازات من مختلف مجالات التكنولوجيا. لذلك ، يمكن أن يؤدي سوء فهم الأسس النظرية إلى سوء فهم المشكلة برمتها. ومع ذلك ، لا أنوي إثقال كاهل هذه المقالة بالنظريات التي تدعمها معادلات ماكسويل. يمكن ، ولكن لماذا؟ لن تضيف أي شيء جديد وستجعل بالتأكيد فهمه أكثر صعوبة. سأحاول أن أشرح بطريقة يسهل الوصول إليها مبادئ تسجيل واستنساخ الصور الثلاثية الأبعاد ، باستخدام رسومات واضحة وتعريفات للمفاهيم الفيزيائية الأساسية في مجال البصريات وحركة الأمواج. وسأتحدث أيضًا عن التطبيق العملي للصور المجسمة ، بما في ذلك التسجيل الهولوغرافي للمعلومات في تقنيات الكمبيوتر.
لنبدأ بتعريف يجعل الأمور أسهل قليلاً بالنسبة لنا. التصوير الهولوجرافي ، مثل التصوير الفوتوغرافي ، الذي عرفته البشرية منذ القرن التاسع عشر ، هو وسيلة للحصول على الصور. يأتي كلا المصطلحين من اللغة اليونانية ، ومع ذلك ، إذا كانت كلمة التصوير الفوتوغرافي مأخوذة من الكلمتين "photo" و "graphe" ، والتي تعني "light" و "picture" ، فإن الجزء الأول من كلمة holography يأتي من "holos" "، والتي تعني في اليونانية" كامل ".
لذلك ، فإن التصوير المجسم هو "رسم الكل". ماذا يعني ذلك؟ في صورة عادية ، يمكننا فقط الحفاظ على صورة ثنائية الأبعاد لما نراه في عالم ثلاثي الأبعاد. تكمن الفكرة وراء التصوير المجسم في تسجيل معلومات حول الكائن بأكمله ، وليس جانبًا واحدًا منه فقط. حتى يكون من الممكن ، باستخدام المعلومات المسجلة ، إعادة إنتاج صورة الكائن بأكمله.
لكن كيف نحافظ على مظهر جسم ثلاثي الأبعاد؟ لهذا ، يتم استخدام ظاهرة تداخل الضوء. يتكون الضوء المرئي ، وهو جزء من الطيف الكهرومغناطيسي ، من مكونين - مجال كهربائي ومجال مغناطيسي. لكن الأهم من ذلك ، أن الضوء عبارة عن موجة ، وليس مجرد تيار من الفوتونات ، لذا فإن تراكب موجات متعددة يمكن أن يخلق موجات جديدة بخصائص جديدة. بعد ذلك ، باستخدام ظاهرة الانعراج ، يمكن إعادة إنتاج صورة الموجات المتراكبة بحيث تعكس الخصائص المسجلة.
اقرأ أيضا:
تسجيل وعرض الهولوغرام
بفضل الطبيعة الموجية للضوء ، من الممكن تسجيل مظهر كائن بثلاثة أبعاد في فيلم فوتوغرافي قياسي. بمساعدة ليزر مناسب ، شعاع واحد منه موجه إلى صفيحة شفافة وموجه إلى كل من الكائن المراد تصويره ومباشرة إلى الفيلم ، يتم إنشاء نمط من الموجات المتداخلة. مثل هذه الصورة عبارة عن تراكب لعدد كبير من التداخلات بين المكونات الطيفية الفردية للضوء ، وإذا أردنا الحصول على "صورة" من مثل هذا الفيلم ، فلن ترى أعيننا شيئًا مضاءً بالليزر ، بل مزيجًا من خطوط التداخل ، والتي في حد ذاتها لا تخبرنا بأي شيء عن الكائن المصور.
إليك كيف تبدو عمليًا:
فقط التعريض الصحيح للفيلم ، والذي يكون في تلك اللحظة محزوز حيود ، بمساعدة شعاع ليزر مركّز يسمح لك بعكس العملية بأكملها والحصول على صورة ثلاثية الأبعاد للكائن.
التصوير المجسم ثلاثي الأبعاد ، على الرغم من تشابهه ، يختلف عن التقنية المجسمة ، التي تتضمن تصوير كائن من لقطتين مقربتين ثم وضع الألواح في جهاز يسمى مجسم. على سبيل المثال ، شعبية نظارات الواقع الافتراضي تعمل بهذه الطريقة ، مما يؤدي إلى إنشاء صورتين متوازنتين قليلاً. في الصور المجسمة ، يتم تثبيت هذا التحول على وسيط واحد على شكل تداخل موجي.
اقرأ أيضا:
- 100 عام من فيزياء الكم: من نظريات العشرينيات إلى أجهزة الكمبيوتر
- 5 مهمات فضائية مستقبلية يجب التفكير فيها
الهولوغرام و "الهولوغرام"
تكمن مشكلة التقنية الموضحة أعلاه في أنها تتطلب ضوء ليزر دقيقًا وظروف معملية قريبة لتحقيق نتائج مرضية. وعلى الرغم من أن الفكرة الأصلية للصور المجسمة وجدت تطبيقًا عمليًا ، على سبيل المثال ، في تسجيل البيانات على وسائط HVD القياسية ذات السعة النظرية للعديد من السل ، إلا أنها لم تصبح وسائط شائعة للاستخدام المنزلي.
تظهر الحلول العملية أن العملية المعقدة للحصول على صورة ثلاثية الأبعاد تخسر ببساطة التقنيات الأخرى التي تحقق نفس التأثير ، ولكن باستخدام تقنيات أخرى. وعلى الرغم من أنه من وجهة النظر العلمية لا ينبغي تسمية مثل هذه الصور بالصور المجسمة ، فمن المعتاد أن نطلق على كل هذه الصور المجسمة الزائفة ببساطة "الهولوغرام".
لكن من الناحية العملية ، لا صورة حفل توباك ولا صورة الملكة إليزابيث الثانية في عربتها التي يبلغ عمرها 260 عامًا هي صور ثلاثية الأبعاد حقيقية من وجهة نظر علمية.
الصورة العاكسة ثلاثية الأبعاد ليست ما نراه في نظارات HoloLens أو على الزجاج الأمامي لسيارة "العرض الثلاثية الأبعاد". غالبًا ما تكون هذه صورة ثلاثية الأبعاد تم إنشاؤها بمساعدة عدة أشعة ضوئية منفصلة (وليست واحدة ، كما في حالة الهولوغرام الأصلي) ، وهي أشعة ضوئية تسقط من جوانب مختلفة على وسيط ، والذي يمكن أن يكون زجاجًا شفافًا ، وستارة مائية ، أو بخار الماء "العائم" فوق مثل هذا "العرض الهولوغرافي".
ليس لدي اعتراض كبير على استخدام مصطلح "الهولوغرام" فيما يتعلق بهذه التقنيات ، والسبب الرئيسي هو أن التأثير الذي تم الحصول عليه بهذه الطريقة يتوافق في كثير من الأحيان مع الخصائص الرئيسية للصور المجسمة ، وهي تخزين واستنساخ المزيد من المعلومات (في هذه الحالة يتعلق الأمر بمشاهدة الكائن من زوايا مختلفة) حول الكائن.
مثير للاهتمام أيضًا:
"الصور المجسمة" اليوم
الأنظمة التي تعتمد على أجهزة العرض ، والتي تعرض الصور على مواد شفافة مختلفة ، تعمل بشكل مختلف قليلاً. يحتوي الضوء الموجه من زوايا مختلفة على معلومات حول الصورة المرئية من الجانب الآخر. ستلتقي الأشعة على سطح الزجاج أو الماء أو ، كما في حالة الاختراع البولندي المنسي Leia Display ، ستارة بخار ، مما يخلق انطباعًا عن صورة ثلاثية الأبعاد تظهر في الجو (الميزة النهائية لصورة حقيقية الهولوغرام).
مثال آخر هو الشاشات ثلاثية الأبعاد من البحث. أولئك الذين لا يعرضون صورة على سطح ثنائي الأبعاد ، لكنهم ينشئونها داخل جسم ثلاثي الأبعاد ، على سبيل المثال ، الزجاج. تعمل الشركة ، على وجه الخصوص ، على حل Looking Glass Factory منذ سنوات ، وتمكنا من الإعجاب بالنتائج الجادة الأولى لهذا العمل في عام 2020.
يمكننا أيضًا أن نذكر سيرك رونكالي الألماني ، الذي رفض أداء الأعمال مع الحيوانات ، على الرغم من أنه في ألمانيا ، بالمناسبة ، على عكس العديد من الدول الأوروبية ، لا يُحظر السيرك مع الحيوانات. تظهر الآن الأفيال والخيول والأسماك في الساحة على شكل صور ثلاثية الأبعاد.
النظام ، الذي يسمح للمشاهدين برؤية الصور المجسمة ، تكلف أكثر من نصف مليون يورو.
مثير للاهتمام أيضًا:
- أغرب 10 أشياء تعلمناها عن الثقوب السوداء في عام 2021
- إعادة تشكيل المريخ: هل يمكن أن يتحول الكوكب الأحمر إلى أرض جديدة؟
ألا يدرك الناس أنهم يعيشون في صورة ثلاثية الأبعاد؟
بالطبع ، لم يكن بدون أناس يدعمون أفكار مؤامرة عالمية. إنهم يؤمنون بأنك وأنا نعيش في صورة ثلاثية الأبعاد كبيرة واحدة لفترة طويلة ، وأن العالم من حولنا هو صورة ثلاثية الأبعاد ، مصفوفة. سأحاول شرح كل شيء الآن.
عندما ظهر فيلم "The Matrix" ، تفاجأ الجميع بفكرة السيناريو الذي نشأ عن الأخوين Wachowski. ومع ذلك ، فإن الفكرة الكامنة وراء قصة المصفوفة موجودة أيضًا في الفلسفات الشرقية. لقد أدرك بعض علماء فيزياء الكم منذ فترة طويلة أن ما يصفه العلم بلغة الرياضيات معروف منذ قرون في شكل رسائل دينية. بمعنى ، إذا صدقنا هذه النظرية ، فإننا نعيش في صورة ثلاثية الأبعاد كبيرة.
يزعمون أن البشرية أصبحت منشغلة للغاية لدرجة أنها غير قادرة على ملاحظة بعض الأشياء. نراقب العالم ونشارك في إنشائه ، في كثير من الأحيان دون أن ندرك إمكانية التأثير على ما يحدث لنا. يبحث الفيزيائيون عن دليل على وجود حقل هيغز مليء بالبوزونات المميزة التي تسمى جسيم الإله ، لكننا نأخذ في الاعتبار المعلومات حول عمليات البحث هذه بمعزل عن الآثار المترتبة على اكتشاف مثل هذه الآلية.
قد يتضح أن تأكيد وجود بوزونات هيغز سيجبرنا على طرح أسئلة مهمة على أنفسنا حول طبيعة العالم وكيف تم إنشاؤه. فجأة ، قد يتبين أن مفاهيم المصفوفة ليست رائعة ، ونحن جميعًا نعيش في صورة ثلاثية الأبعاد كبيرة ، ونحن أنفسنا صور ثلاثية الأبعاد.
يمكن استخلاص هذه الاستنتاجات من المعلومات التي تم الحصول عليها بفضل تطور فيزياء الكم. نحن نعلم على وجه اليقين أن القاعدة الأساسية التي تحدد ما سيحدث هي الاحتمال. نعلم أيضًا أن بعض التجارب الفيزيائية مستحيلة ببساطة لأن حقيقة مراقبة آثارها تحدد ما يحدث فيها. أدرك أينشتاين عواقب مثل هذا التفكير ، فقال إن العالم لا يمكن أن يعتمد على إله يلعب النرد.
ماذا لو كنا نعيش بالفعل في صورة ثلاثية الأبعاد كبيرة ، وتفاعلنا معها ، تتفاعل معها تعبيرات توقعاتنا ومخاوفنا ، مما يجعلنا نختبر أشياء مختلفة؟ هناك بعض الطرق للتأثير على ما يحدث لنا ، والتي تسمى إيجابية. يعرف أي شخص جربهم أنه يعمل ، وغالبًا لأننا نعلم أنه من المفترض أن يعمل. الشيء نفسه مع العلاجات البديلة المختلفة. إنها تستند إلى قدرتنا على التحكم في الصورة المجسمة من خلال القضاء على الأفكار السلبية ، أي من خلال الإيمان.
يبحث العلم عن إجابة لسؤال لماذا توجد كتلة ، إذا كانت المادة تتكون من جسيمات فارغة بالفعل. ومع ذلك ، بالنسبة لنا نحن البشر ، لا يزال يبدو أن العالم من حولنا حقيقي للغاية ، ولا نشك حتى في أنه إذا فهمنا قدراتنا ، فيمكن للجميع أن يكونوا مثل نيو من "ماتريكس" المذكورة ، أو بوذا الذي يمكنه التحرك بحرق قوة تفكيرك.
بكلمات بسيطة ، نحن موجودون بالفعل في المصفوفة وكلنا صور ثلاثية الأبعاد لا يعتمد عليها شيء. أريد فقط أن أبتسم لمثل هذه الأفكار عن عالمنا.
مثير للاهتمام أيضًا: حول أجهزة الكمبيوتر الكمومية بكلمات بسيطة
هل سيكون لكل فرد صورة ثلاثية الأبعاد خاصة به؟
لكننا ما زلنا نعود إلى الواقع. المستقبل بالتأكيد في عرض ثلاثي الأبعاد. ومع ذلك ، فمن المؤكد أنه سيكون هناك طريق طويل لنقطعه قبل ظهور الصور المجسمة الحقيقية في الشوارع ، كما هو الحال في فيلم "Blade Runner". حتى ذلك الحين ، سيكون لدينا العديد من "الصور المجسمة المحاكاة" وعروض التقنيات التي ستضلل حواسنا بشكل متزايد وتخلق الانطباع بأننا ننظر إلى أشياء حقيقية ثلاثية الأبعاد.
Так شراء مراجعات جوجل حدد للمطورين مثل هذا الهدف بالضبط. من المعروف أنهم يعملون على مشروع Starline المثير للاهتمام ، أي كشك "هولوغرافي" للمحادثات. لقد أظهروا بالفعل بعض نتائج عملهم.
قام موظفو Google ، باستخدام سلسلة من الكاميرات وأجهزة الاستشعار ، بإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد دقيقة لأشخاص يتحدثون مع بعضهم البعض ، مما يعطي الانطباع بأنهم في نفس المكان. حاليًا ، تم اختبار هذا الحل في مكاتب الشركة.
يعتقد بعض العلماء أننا بالفعل على بعد خطوة واحدة من ظهور تقنية الهولوغرام في وسائل الاتصال اليومي بين الناس. لهذا ، سيكون من الضروري بناء بنية تحتية أخرى لاتصالات الجيل التالي - شبكة ألياف ضوئية تربط القارات وبنية تحتية لاتصالات لاسلكية من الجيل السادس. العديد من شركات التكنولوجيا تعمل بالفعل في مثل هذه الأنشطة. ربما في غضون سنوات قليلة ستصبح الصور المجسمة جزءًا من الحياة اليومية ، لكنني آمل ألا تحل محل التواصل الحقيقي بين الناس.
يشير بعض العلماء أيضًا إلى أنه يمكن استخدام الصور المجسمة بالفعل ، نظرًا لوجود التقنيات المناسبة بالفعل ، ولكن في هذه المرحلة تكون باهظة الثمن لدرجة أنها ليست مربحة تمامًا. الوضع مشابه جدًا لكيفية تطور الإنترنت. في المستوى الأولي ، لم يؤمن به أحد تقريبًا ، والآن من المستحيل تخيل الحاضر بدون وجوده.
لذلك هناك العديد من الدلائل على أنه في غضون سنوات قليلة سنتمكن من الحصول على صور ثلاثية الأبعاد خاصة بنا لزيارة أصدقائنا من منازلنا المريحة. ومع ذلك ، ينبغي ألا يغيب عن البال أن تنبؤات العلماء بشأن التقنيات الضرورية لا تتحقق دائمًا.
يمكنك مساعدة أوكرانيا في محاربة الغزاة الروس. أفضل طريقة للقيام بذلك هي التبرع بالأموال للقوات المسلحة لأوكرانيا من خلال الحفاظ على الحياة او من خلال الصفحة الرسمية NBU.
اشترك في صفحاتنا في Twitter و Facebook.
مثير للاهتمام أيضًا: