Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
§ 3. Гипер- и гипостереоскопические голографические изображения
В качестве второй области применения составных голограмм рассмотрим способ получения голографических изображений, имеющих бинокулярный параллакс, превосходящий нормальный (гиперстереоскопические изображения) или уступающий ему (гипостереоскопические изображения). В гиперстереоскопическом трехмерном изображении различие между изображениями на сетчатке левого и правого глаза наблюдателя увеличивается по сравнению с нормальным, что приводит к обострению ощущения объемности, в особенности для удаленных объектов. Наоборот, гипостереоскопические изображения облегчают наблюдение трехмерных объектов, расположенных вблизи. В этом случае нормальное угловое расхождение между лучами, распространяющимися от точки изображения к левому и правому глазу, уменьшается, вследствие чего физическое усилие, необходимое для фокусировки обоих глаз на близко расположенный объект (усилие аккомодации), также уменьшается [18.6]. Такие изменения бинокулярного
602
СОСТАВНЫЕ ГОЛОГРАММЫ
ГЛ. 18
параллакса обычно достигаются посредством перераспределения спектра исходного изображения [18.7]. Перераспределению должны подвергаться лишь составляющие пространственных частот в горизонтальном направлении, параллельно линии, соединяющей глаза. Мы ограничимся рассмотрением случая применения составных голограмм для увеличения или уменьшения в 2 раза эффективного расстояния между левым и правым глазом. Очевидно, что описанные методы можно обобщить и получить любую желаемую величину базы стереоскопического зрения.
Для получения гиперстереоскопического изображения, эквивалентного воспринимаемому при удвоенном расстояний между глазами, прежде всего регистрируют фурье-голограмму объекта. Поскольку эта голограмма находится в плоскости спектра пространственных частот объекта, восстановленное ею изображение инвариантно относительно перемещений голограммы в ее плоскости. Чтобы произвести перераспределение пространственных частот, голограмму (т. е. плоскость пространственных частот) делят на тонкие вертикальные полоски равной ширины (что эквивалентно равной ширине полосы пространственных частот в горизонтальном направлении), удаляют каждую вторую полоску и соединяют остающиеся непрерывным образом, не изменяя их последовательности. Если голограмма записана на фотопленке, перераспределение плотности выполняется просто вырезанием и соединением полосок пленки.
Когда необходимо получить изображение, стереоскопическая база которого составляет половину нормальной, изготовляют две идентичные фурье-голограммы; их разрезают на тонкие вертикальные полоски и рядом с каждой помещают ее дубликат. При освещении такой составной голограммы исходным опорным пучком получается гипостереоскопическое изображение.
§ 4. Широкоугольные голографические изображения
Когда наблюдатель рассматривает плоскую голограмму, переводя взгляд с одного ее края на другой в горизонтальной плоскости, изменение угла, под которым он рассматривает изображение, обычно не превышает 60°. Если мы определим угол зрения как угол, стягиваемый голограммой и имеющий вершину в центре изображения, то становится ясно, что для плоской голограммы этот угол не может превышать 180°. Однако плоская составная голограмма моя^ет обеспечить угол зрения, равный 360°.
Углы зрения, превышающие 180°, можно получить и при помощи голограмм, зарегистрированных на цилиндрических поверхностях, окружающих объект; эти голограммы не являются состав-
§ 4. ШИРОКОУГОЛЬНЫЕ ГОЛОГРАФИЧЕСКИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ 603
ными [18.8—18.11]. Однако их запись, хранение и рассматривание связаны с определенными трудностями. Например, когда объект достаточно велик, площадь окружающего его регистрирующего материала может стать недопустимо большой. Чтобы получить правильное изображение, голограмму после обработки нужно вернуть на ту же самую цилиндрическую поверхность, на которой она находилась во время записи. Указанные трудности отпадают
при использовании составных голограмм. Такие плоские голограммы с 360°-обзором настолько компактны, что, возможно, когда-нибудь будут включаться в книги в качестве страниц.
На фиг. 18.5 приведена схема записи составной голограммы с широким, углом зрения [18.12]. Каждый элемент составной голограммы записывается с одной и той же опорной волной обычным голографическим методом. Однако объект, помещенный на поворотном столике, поворачивается на малый угол после каждой экспозиции. Во время экспонирования к регистрирующему слою прижимается маска, представляющая собой непрозрачную пластинку с одной прозрачной щелью; ширина щели определяет ширину элемента. Между экспозициями маска смещается в горизонтальном направлении на расстояние, равное ширине элемента, причем направление этого смещения противополояшо направлению вращения объекта (фиг. 18.5). Таким образом реги-
Зернало опорного пучка
ФИГ. 18.5.
Схема записи составных широкоугольных голограмм.
604
СОСТАВНЫЕ ГОЛОГРАММЫ
ГЛ. 18-
стрирующий слой последовательно полосками экспонируется по всей своей ширине. При освещении всей составной голограммы пучком, соответствующим исходному опорному пучку, наблюдатель увидит мнимое изображение объекта. По мере того как наблюдатель переводит взгляд от одного края голограммы к другому, он видит, что изображение поворачивается в том же направлении, в каком поворачивался объект при записи голограммы. На фиг. 18.6 приведены фотоснимки изображений трехмерного объекта, восстановленных центром и двумя крайними участками
