Можно ли создать голограмму, как в фильме «Бегущий по лезвию 2049»

Голограммы в фильме «Бегущий по лезвию 2049» — важная часть визуальной эстетики и сюжета. Кто не помнит ту самую сцену, где огромная проекция главной героини Джой в исполнении Аны де Армас говорит Райану Гослингу: «Тебе одиноко? Я могу помочь»?

Джой — это интерактивная голограмма-компаньон, способная адаптироваться к окружению благодаря специальному гаджету — эманатору. Она не ограничена экраном или дисплеем и может перемещаться в физическом пространстве. Кроме того, фильм изобилует уличными голограммами: гигантской трёхмерной рекламой и виртуальными персонажами, которые создают эффект погружения в футуристический Лос-Анджелес.

В реальности о голограммах известно уже давно, и их широко применяют. Но почему у нас до сих пор нет голографических друзей и спутников жизни? Давайте разбираться, насколько современные технологии продвинулись в этом направлении. 

С помощью каких технологий создаются объёмные изображения

Сегодня существует множество способов создавать изображения, которые кажутся объёмными. Одни технологии используют лазеры, другие — светодиоды, третьи — ультразвуковые волны. Все они выглядят впечатляюще, но работают по своим принципам и имеют ограничения. Рассказываем, как устроены такие изображения.

Классическая лазерная голография

Классическая лазерная голография — это метод создания объёмного изображения с помощью света. Процесс начинается с того, что лазер разделяют на две части. Одна из них — объектный луч — освещает предмет, отражаясь от его поверхности. А другая — опорный луч — направляется прямо на носитель записи. Например, на фотопластинку, покрытую светочувствительным слоем, или специальную цифровую матрицу. 

В месте, где эти две линии пересекаются, возникает своеобразный «отпечаток» объекта. Если потом осветить полученную голограмму тем же опорным лучом, получится эффект трёхмерного изображения.

Причина в том, что такая технология требует фиксированного носителя — поверхности, на которой сохраняется «отпечаток». В фильме же голограммы свободно перемещаются в пространстве, не привязаны к физической среде и могут динамично взаимодействовать с окружением. 

Техника «Призрак Пеппера»

Техника эта названа в честь изобретателя Джона Генри Пеппера, который впервые продемонстрировал её в 1862 году. Она применялась в театральных постановках, чтобы создавать иллюзию появления призраков на сцене. 

Суть метода заключается в использовании полупрозрачной стеклянной или акриловой поверхности, расположенной под углом к зрителю. Источник света или экран с изображением находится вне зоны видимости аудитории — например, ниже сцены. Когда свет от картинки отражается от поверхности, у наблюдателей создаётся иллюзия, что объект или фигура находятся прямо перед ним, «плавая» в воздухе. Но на самом деле это просто отражение.

Подобные технологии используют для того, чтобы «оживить» на концертах умерших артистов: Майкла Джексона, Элвиса Пресли, Виктора Цоя. Ещё один интересный пример — голограммы животных в цирках, которые отказались от эксплуатации настоящих зверей.

И хотя «Призрак Пеппера» выглядит впечатляюще, он не создаёт объёмного изображения. Проекция видна только с определённых углов, а для работы требуется установка громоздких экранов и отражающих поверхностей. 

Голография на волюметрических дисплеях

Волюметрические дисплеи — это устройства, которые создают настоящие трёхмерные изображения, существующие в физическом пространстве.

Есть несколько технологий, которые используются в таких дисплеях. Одна из них предполагает вращающиеся экраны. Они очень быстро крутятся и отображают последовательность двумерных картинок.

Ещё один способ создания объёмной картинки — это использование светодиодов, которые располагаются внутри специальной трёхмерной конструкции. Каждый из них излучает свет в определённой точке, и все вместе они формируют 3D-изображение, которое можно видеть с разных сторон.

Минус этих подходов в том, что они всё ещё требуют больших вычислительных мощностей и не всегда могут создавать изображения с высокой детализацией.

Голография на лазерных дисплеях

Такие дисплеи создают изображения в воздухе с помощью импульсов инфракрасных лазеров, которые ионизируют воздух, в результате чего появляются маленькие вспышки плазмы. Это позволяет формировать яркие точки, похожие на пиксели, которые могут складываться в объёмные изображения.

В 2015 году учёные из Университета Токио продемонстрировали такую технологию, применяя специальные лазеры, которые производят короткие безопасные импульсы. Эти вспышки могут быть использованы для создания интерактивных голограмм, к которым можно прикасаться. 

Голография на лазерных дисплеях имеет несколько преимуществ. Во-первых, она не ограничена размером экрана и изображения можно создавать в любом месте. Во-вторых, такие дисплеи безопасны для пользователя. 

Голография на дисплеях с акустической ловушкой

Как и в случае с оптическими ловушками, эта технология позволяет создавать изображения, которые кажутся свободно висящими в воздухе. Акустическая ловушка использует ультразвуковые волны, чтобы захватывать частички пыли или капельки жидкости и удерживать их в воздухе, создавая эффект трёхмерного изображения. 

Однако этот метод пока тоже не применяется массово для создания голограмм. Но он позволяет более гибко управлять микрообъектами в пространстве, поэтому в будущем, скорее всего, объёмные изображения станут детальнее и устойчивее.

Что в итоге

Итак, современная наука не стоит на месте — у нас уже есть способы создания впечатляющих трёхмерных изображений. Но самое существенное их отличие от голограмм из «Бегущего» заключается в том, что пока они не могут существовать независимо от источников света, как это делает героиня Аны де Армас. 

Тем не менее технологии голографии и 3D быстро развиваются, предлагая новые методы проекции. Так что кто знает — может быть, как раз в 2049 году у нас появится способ избавиться от одиночества с помощью своей собственной Джой. Ну а пока придётся строить личную жизнь с физически осязаемыми партнёрами.