Holografía para niños
La holografía es una técnica especial de fotografía que crea imágenes tridimensionales (en 3D) usando la luz. Imagina poder ver un objeto como si estuviera realmente allí, con profundidad y desde diferentes ángulos, ¡sin necesidad de gafas especiales! Para lograr esto, se usa un rayo láser que graba una especie de "huella" de luz en una película especial. Esta huella, llamada holograma, puede luego proyectar una imagen 3D muy realista.
Las imágenes holográficas, cuando se iluminan correctamente, pueden parecer que salen de su marco o se meten en él. Un observador puede verlas sin interrupciones y la perspectiva cambia según su posición. Crear sistemas de vídeo con holografía es un gran desafío tecnológico. Si se logra, podría ser la base de la televisión 3D del futuro.
Contenido
¿Quién Inventó la Holografía?
La holografía fue inventada en 1948 por un físico húngaro llamado Dennis Gabor. Por este gran invento, Gabor recibió el Premio Nobel de Física en 1971. Sin embargo, la técnica mejoró mucho años después, cuando se desarrolló el láser. Los primeros hologramas de Gabor eran muy básicos porque la tecnología de su tiempo no era tan avanzada.
Originalmente, Gabor buscaba mejorar la claridad de las imágenes de los microscopios electrónicos. Se dio cuenta de que al iluminar una pequeña abertura con luz de un solo color, se formaba un patrón de líneas. Este patrón podía revelar la forma de la abertura. Gabor llamó a su proceso "holografía", que viene del griego "holos" (completo). Esto se debe a que los hologramas muestran un objeto de forma completa, no solo una vista.
Los primeros hologramas que realmente mostraban objetos 3D con buena definición fueron creados por Emmett Leith y Juris Upatnieks en Estados Unidos en 1963. Al mismo tiempo, Yuri Denisyuk logró algo similar en la Unión Soviética.
Hoy en día, la holografía se usa en muchas cosas. Por ejemplo, la encuentras en tarjetas de crédito, billetes de banco, etiquetas de seguridad y pasaportes. También se utiliza en discos compactos y otros productos como un símbolo de autenticidad y seguridad.
¿Cómo Funciona un Holograma?
Para entender cómo funciona un holograma, imaginemos que grabamos la luz de un solo punto brillante.
Grabación de un Holograma
Imagina que un rayo de luz láser ilumina un objeto. Parte de esa luz se refleja en el objeto y se dispersa. Al mismo tiempo, otro rayo láser, llamado "rayo de referencia", se dirige directamente a una placa fotosensible (como una película fotográfica). Cuando la luz reflejada del objeto y el rayo de referencia se encuentran en la placa, crean un patrón de interferencia. Este patrón es como una huella microscópica de la luz.
En los lugares donde las ondas de luz se unen y se refuerzan, la placa recibe más luz. Donde se anulan, recibe menos. Después de un tratamiento especial, las zonas con más luz se vuelven más transparentes y las zonas con menos luz se vuelven más opacas. Este patrón grabado es el holograma. Es muy sensible: si la placa se mueve un poquito durante la grabación, el holograma no se formará bien.
Observación de un Holograma
Para ver el holograma, lo iluminamos con un rayo láser similar al de referencia. La luz pasa por los patrones transparentes y opacos del holograma. Estos patrones actúan como pequeñas lentes que desvían la luz de una manera muy específica. El resultado es que la luz que sale del holograma parece venir del objeto original.
Si un observador se coloca frente al holograma, verá una imagen 3D del objeto. La luz que llega a sus ojos es la misma que habría llegado si el objeto real estuviera allí. Por eso, la imagen parece tan real y con profundidad.
¿Qué Pasa con un Objeto Completo?
Un objeto grande no es más que un conjunto de muchos puntos. Cada punto del objeto contribuye a crear un patrón de luz en el holograma. Cuando se ilumina el holograma, cada uno de esos patrones recrea la luz de su punto original. Así, todos los puntos se unen para formar una imagen virtual completa del objeto en 3D.
En la práctica, los hologramas que se usan hoy son más complejos que este ejemplo sencillo. Sin embargo, el principio básico de grabar patrones de luz y luego recrearlos es el mismo.
Holografía vs. Fotografía: ¿Cuál es la Diferencia?
La holografía y la fotografía son diferentes en varios aspectos importantes:
- Una fotografía captura una imagen desde un solo punto de vista. Un holograma graba información de la luz que se dispersa en muchas direcciones. Esto permite ver la escena desde distintos ángulos, como si el objeto estuviera realmente allí.
- Para una fotografía, puedes usar luz normal (del sol o de una bombilla). Para grabar un holograma, siempre necesitas un láser.
- Las fotografías necesitan un lente para enfocar la imagen. En la holografía, la luz del objeto se dispersa directamente sobre el material de grabación.
- Para grabar un holograma, se necesita un segundo rayo de luz (el rayo de referencia) que se dirige al material de grabación.
- Una fotografía se puede ver con casi cualquier tipo de luz. Los hologramas solo se ven bien con formas muy específicas de iluminación.
- Si cortas una fotografía por la mitad, solo ves la mitad de la escena. Si cortas un holograma por la mitad, ¡aún puedes ver la escena completa en cada trozo! Esto es porque cada parte de un holograma contiene información sobre todo el objeto. Es como mirar una calle a través de una ventana grande y luego a través de una ventana más pequeña: puedes ver las mismas cosas moviendo la cabeza, pero la ventana grande te permite ver más de una vez.
- Una fotografía solo muestra una imagen plana. Un holograma reproduce muchas más señales de profundidad, lo que hace que el cerebro humano lo perciba como una imagen 3D real.
- La superficie de un holograma revelado parece un patrón aleatorio. No se parece en nada a la escena que grabó, a diferencia de una fotografía que muestra claramente la imagen.
¿Para Qué se Usa la Holografía?
La holografía tiene muchas aplicaciones interesantes:
- En reproductores de DVD, tarjetas de crédito, discos compactos y billetes, como medida de seguridad y para verificar su autenticidad.
- Para la reproducción de imágenes y vídeos tridimensionales. Esto tiene usos en televisión, diseño, medicina, educación, investigación y comunicaciones.
- En conciertos, para proyectar imágenes de artistas virtuales como Vocaloid.
- Para preservar y mostrar el Patrimonio cultural.
Ejemplos de Dispositivos Holográficos
Cheoptics 360: Proyecciones 3D
El "Cheoptics 360" es un sistema de vídeo holográfico. Es un proyector de vídeo con forma de pirámide invertida que crea imágenes 3D dentro de su espacio. La imagen se ve en 3D desde cualquier ángulo. Proyectores en cada extremo se combinan para generar la imagen, dando una sensación muy realista. Puede proyectar imágenes de hasta 30 metros de altura, incluso en exteriores, y reproducir vídeos.
Heliodisplay: Imágenes en el Aire
El Heliodisplay es una tecnología que proyecta hologramas en 2D directamente en el aire, sin necesidad de una pantalla. Puede mostrar imágenes estáticas o en movimiento de hasta 27 pulgadas. No necesita humo ni agua y funciona en cualquier lugar.
Este dispositivo es como una caja que se conecta a un USB o a una fuente de vídeo como un DVD o un ordenador. Usa aire normal, lo transforma y proyecta la imagen sobre él. La imagen generada es interactiva, pero la sensación 3D es principalmente frontal; si la miras de lado, se ve plana.
MARK II y MARK III: Proyectos del MIT
En el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), un grupo de investigadores ha desarrollado proyectos de vídeo holográfico como el MARK II y el MARK III.
El sistema MARK II calcula patrones de luz complejos para crear imágenes sintéticas. Se enfoca en el movimiento horizontal del espectador para reducir la cantidad de información necesaria. Usa láseres que barren la imagen para mostrarla. Puede presentar imágenes de 150 x 75 x 150 mm con un ángulo de visión de 36 grados.
El MARK III es una versión más avanzada, diseñada para ser un sistema holográfico doméstico. Su objetivo es crear vídeos holográficos monocromáticos en 3D, con un tamaño similar al de un cubo de Rubik. Este sistema crea un modelo 3D del objeto en tiempo real y luego calcula cómo debe ser el patrón de luz para formarlo. Aunque el proceso es complejo, se ha optimizado para funcionar con tarjetas gráficas de ordenadores normales.
Interactive 360° Light Field Display
Este dispositivo fue desarrollado por Sony, Fake Space Lab y la Universidad del Sur de California. Utiliza un videoproyector de alta velocidad y un espejo giratorio. No necesita gafas especiales y permite ver imágenes 3D en 360 grados. Aunque no reproduce color, sí permite interactuar con la imagen holográfica.
Véase también
En inglés: Holography Facts for Kids
- Óptica
- Universo holográfico
- Tridimensional
- Holografía digital
- Holografía dinámica
- Holografía especular
- Pantalla moduladora interferométrica
- Panel SED
- Papel electrónico
- Autoestereoscopia
- Tomografía
- Realidad aumentada
- Dennis Gabor
- Emmett Leith
- Yuri Denisiuk
Galería de imágenes
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Proyección que se percibe en el espacio e introduce presentaciones en el 8.º Congreso de la Innovación y Tecnología Educativa en el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey.
