Holografisk Video

Sammanfattning: Detta examensarbete utgår ifrån en artikel i vilken en metod för att skapa holografisk video beskrivs. Syftet med arbetet är att återskapa denna metod. Metoden bygger på projicering av hologram med hjälp av delar från en projektor, en laser och några linser. Först görs en litteraturstudie för att få förståelse över hur metoden fungerar. Här behandlas hur ögat ser djup och vilka olika typer av displayer det finns för att återge tredimensionella holografiska bilder. Vidare beskrivs skillnaden mellan optisk och datorgenererad holografi. Detta arbete hanterar enbart datorgenererad holografi. Diffraktion, böjning av ljusstrålar och interferens mellan ljusstrålar ligger som grund för metoden att skapa holografiska bilder. I optisk holografi låter man ljusstrålar från ett objekt och en referensstråle interferera med varandra. Deras interferensmönster fångas upp på en fotografisk film. Ett hologram av objektet kan därefter rekonstrueras genom att belysa den fotografiska filmen med samma referensstråle. För att återge tredimensionella holografiska bilder så behövs en SLM (”Spatial Light Modulator”). Den SLM som används här är Texas Instruments DLP (”Digital Light Processing”). Denna återfinns i DLP-projektorer i vilken huvudkomponenten är en DMD (”Digital Micromirror Device”). En DMD är ett datorchip bestående av mikroskopiska små speglar i ett rutmönster. DMD:n belyses i projektorn av en lampa och här av en laser. Vardera mikrospegel kan vinklas mot resp. från ljuskällan och därigenom föra sitt lilla ljusknippe vidare eller inte. Datorgenererad holografi simulerar optisk holografi, genom en fouriertransform. Denna transform har som indata en numerisk beskrivning av ett objekt och som utdata ett interferensmönster som matas in i DLP:n. De infallande ljusstrålarna på DMD:n agerar utifrån interferensmönstret och återger ett hologram. Jämför här med den fotografiska filmen inom optisk holografi. Den andra delen av examensarbetet hanterar min återskapning av metoden. För att beskriva transformen valdes datorprogrammet Matlab. Indata till programmet är två tvådimensionella bilder. Dessa placeras i en rymd med ett inbördes avstånd mellan varandra i z-led. Denna rymd är det objekt som ska skapas ett hologram för. Programmet ger som utdata en tvådimensionell bild som utgör interferensmönstret för objektet. Stor vikt har lagts vid optimering av detta program genom att utnyttja Matlabs styrka i matrisoperationer och att förenkla beräkningen för de punkter som i hologrammet är genomskinliga, dvs. de punkter som inte hör till objektet. I resultatdelen presenteras interferensmönstret för ett givet objekt. En slutsats är att beräkna transformen för normalstora eller större objekt är en mycket tidsödande process. Det krävs stor datorkraft och bättre optimering för att få acceptabla tider för beräkningen. Här beräknas bara interferensmönster för enstaka objekt, för att skapa holografisk video så behövs runt 24 bilder per sekund. Det är fullt möjligt att skapa holografisk video med det presenterade programmet men det skulle ta allt för lång tid för beräkning.