Говорит и показывает язык

Улыбчивый японец подмигивает с обложки ноябрьского номера Nature, предлагая запомнить новый термин из ближайшего будущего: голографическое телеприсутствие. Фотографии для журнала сделаны во время телемоста Калифорния—Аризона: сотрудник калифорнийского отделения японской корпорации Nitto Denko Technical появился в лаборатории Университета Аризоны в виде своей голографической проекции. Пусть только лицо, пусть картинка монохромна и обновляется лишь раз в 2 секунды, — это вообще первая объемная проекция, способная меняться в реальном времени и видимая невооруженным глазом с любого угла на любом расстоянии.

Прогресс подкрался незаметно. Вроде именно тот случай, когда сенсация — настоящая, не дутая и такая понятная: голографическая проекция ожила! Но пока кроме обложки занудного научного журнала нет никаких примет общественного интереса. Таблоиды столько раз кричали “Будущее наступило!”, что, когда пора крикнуть всерьез, уже как-то неловко.

Ровно два года назад, в день выборов президента США телеканал CNN огорошил зрителей невиданным трюком. Репортер Джессика Йеллин в прямом эфире “перенеслась” из чикагского штаба Барака Обамы в студию в Нью-Йорке, где на правах голографической проекции рассказала о настроениях избирателей в Чикаго. Она добавила, что находится в павильоне-палатке, где ее снимают 35 камер, установленных по кругу. Камеры с помощью компьютера синхронизированы со студийными камерами — так в студии и формируется объемная проекция. Ведущий эфира похвалил коллегу, назвав ее “симпатичной голограммой”. Джессика ответила, что чувствует себя принцессой Леей.

Газеты и блоги тут же подхватили весть о технологической революции. Это же почти телепортация: не нужно тратить время на перелеты и разъезды, твоя объемная голографическая копия сделает все за тебя. Президентам не нужно преодолевать океаны, чтобы пожать друг другу руки — это сделают их проекции. Лучшие профессора мира читают утреннюю лекцию в Лондоне, а полуденную — в ЮАР, а Стивен Фрай из своей лондонской гримерки появляется на сцене московского театра.

Американский комик Скотт Гайрднер даже снял пародийную рекламу персональных голо-проекций: “И даже после вашей смерти, заранее записанная голограмма поддержит близких в трудную минуту”:

В действительности, ничего этого не было. В CNN, похоже, сами не ожидали, что миллионы зрителей примут их фокус за чистую монету. Никакой проекции в студии: ведущий разговаривал с пустым местом, отмеченным красным кружком. Все это — умелая компьютерная графика: за счет того, что камеры в павильоне и в студии синхронно меняли ракурс и держали одинаковую крупность, изображение Джессики удалось в прямом эфире совместить с картинкой из студии. Относительное новшество — в том, что изображение с нескольких камер компьютер обобщал в одно, поэтому фигура Йеллин выглядит необычно, ее контуры размыты. Специалисты CNN оказались на высоте, но они невольно девальвировали ценность будущего открытия.

Тогда, в 2008-м, никто не мог с уверенностью сказать, что нечто подобное шутке CNN вскоре станет возможным. Вся сложность в том, что голограмма привязана к светочувствительному материальному носителю, экрану. Объемная проекция “вываливается” из него наружу, позволяя заглянуть себе за плечо. “Оживить” проекцию — значит заставить одни и те же частицы светочувствительного материала обновлять записанную на них информацию: стирать одну и воспринимать другую.

Голограмма состоит из голографических пикселей — в отличие от фотографических они содержат информацию не только об интенсивности, амплитуде световых волн, но и об их фазе, то есть пространственном распределении в момент записи. Почему?

В момент записи голограммы на фотопластине встречаются два луча, две световые волны одинаковой частоты и постоянные по фазе. Чаще всего для этого используют луч лазера, разделенный на две части с помощью зеркала — один направлен прямо на фотопластину, другой — на ту же пластину, но через объект. Две одинаковые по характеристикам волны накладываются и в одних точках пересечения усиливают, а в других — гасят друг друга. Так на светочувствительном материале образуются светлые и темные голографические пиксели.

После того как голограмму записали и зафиксировали, она хранит информацию о том, где находилась в момент записи каждая частица света, отраженного от объекта. И любой падающий на нее свет воссоздает полную картину наложения волн в момент записи. Мы видим объемную ультрареалистичную проекцию.

Чтобы обновлять эту запись в реальном времени, лучи должны постоянно перезаписывать информацию о распределении света на одних и тех же частицах материала. “Мы создали новый светочувствительный полимер, тонкую пленку, которая реагирует на свет определенной длины волны не один, а множество раз, обнуляя предыдущий результат”, — объясняет один из авторов технологии Мичихару Ямамото. Сейчас его коллеги из Аризоны испытывают такой экран диагональю в 17 дюймов.

Как работает вся цепочка? Перенести информацию об объекте на дальние расстояния не очень сложно: через интернет она передается прямо на источник света (сейчас это — наносекундный лазер с частотой 50 Гц, но можно использовать и светодиоды) — туда, где должна возникнуть проекция, то есть кодирует световой сигнал. В результате лазер испускает свет так, как будто этот свет отражается от объекта записи. Этот луч “от объекта” встречается с другим лучом такого же лазера: пересекаясь, они печатают объемную запись на фотопленке. При этом проекция может возникать на обратной стороне пленки: тогда лазер нетрудно спрятать от глаз наблюдателей.

Чтобы передать онлайн чей-то реалистичный образ, героя достаточно снимать на видео с нескольких ракурсов и транслировать эту информацию в интернет. Сделать изображение цветным, более динамичным и увеличить его размер — дело ближайшего времени.

Для полной реализации идеи голографического присутствия в отдаленных местах герою понадобятся только дисплей перед глазами и наушники — чтобы видеть и слышать, что происходит там, куда он себя проецирует.

Главные конкуренты Аризонской группы в борьбе за реалистичность проекций — производители 3D-экранов, позволяющих наблюдать объемное видео без очков. До сих пор их сдерживало принципиальное ограничение: чтобы обойтись без очков, наблюдателя нужно зафиксировать перед экраном на определенном расстоянии и под определенным углом. Меняется угол — плывет картинка.

Месяц назад компания Toshiba на торговом показе в Токио представила партнерам первый телевизор, в котором эта проблема частично решена. Экран покрыт слоем микроскопических линз (линз Френеля). Каждая линза делит поток света на две части — для левого и правого глаза. Принцип не нов, его использовали еще в советских стереокинотеатрах. Но японцы придумали, как вместо одного идеального угла обзора получить 9.

Они в 9 раз увеличили количество пикселей, оставив разрешение экрана прежним. Мощный процессор (продукт совместной работы Intel, Sony и Toshiba) формирует вместо одного 3D-изображения одновременно 9 — для разных углов. Очевидцы с выставки сообщают, что со всех рекомендуемых точек просмотра картинка — резкая и объемная. Представители Toshiba обещают, что уже к новому году эти телевизоры поступят в продажу в Японии: $1500 за диагональ 12 дюймов и $3000 — за 20.

Эта новость должна одновременно огорчить и обнадежить главного мирового поставщика услуг телеприсутствия компанию Cisco. Она сдает в аренду оборудование и помещения для проведения реалистичных телемостов: международных переговоров и совещаний на высоком уровне. Cisсo экспериментирует с разными дисплеями и пленками для демонстрации больших и четких видеопроекций, создающих иллюзию продолжения пространства комнаты. Пока ее услуги настолько дороги, что потребляет их в основном сама же Cisco. Новые 3D-мониторы прекрасно дополнят концепцию, но только воплощать ее смогут уже десятки компаний.

     Екатерина АЛЯБЬЕВА