Hologramas, sus curiosas representaciones y mucho más

La palabra  Hologramas se utiliza para designar un fenómeno que se produce en el campo visual, en el cual con una técnica especialmente avanzada de tratamiento de imágenes, se crea un efecto que el ojo humano capta como tridimensional. En este interesante artículo veremos las características y curiosidades acerca del interesante mundo de la Holografía.

Hologramas

¿Qué son los Hologramas?

Los  hologramas son la visualización de una imagen en tres dimensiones, la cual se moldea mediante un haz de luz y la propia luz que refleja el objeto, el cual ha sido colocado sobre una placa fotográfica.

Este tratamiento de la imagen basadas en el empleo de la luz hace que una fotografía pueda presentar varios planos al mismo tiempo. Al juntar todos los haces luminosos y una vez que ha sido revelada la imagen, se genera la visualización en tres dimensiones, la cual puede variar su perspectiva dependiendo del lugar donde esté ubicado el espectador.

Holografía

La holografía es una técnica vanguardista que se utiliza para la presentación de imágenes fotográficas, la cual consiste en la creación de una imagen que dentro de sus características tiene las tres dimensiones, tales como altura, ancho y profundidad.

Esta técnica se basa fundamentalmente en el uso particular del halo de luz. Generalmente se utiliza un novedoso método de rayos láser, el cual graba con calidad microscópica y en un medio especialmente diseñado para tal fin una imagen fotográfica.

Hologramas

El efecto resultante que se genera cuando se superponen dos haces de luz es llamado interferencia, el cual es un fenómeno que se produce cuando dos o más ondas de luz se superponen para lograr una onda de mayor magnitud.

En este caso la interferencia que se produce entre los dos haces de luz correspondientes propicia la refracción de la luz de uno de estos haces se refleje en el objeto que fue grabado previamente, es esta imagen reflejada la que al recibir una luz precisa y desde una perspectiva única y adecuada, es la que proyecta la imagen en tres dimensiones.

En las imágenes tipo hologramas, además de que requieren ser procesadas e iluminadas de manera muy puntual, pueden presentar al espectador una vista única e innovadora en la que las imágenes se pueden observar sin discontinuidades, lo cual se refiere a un fenómeno óptico en el cual se ve la imagen de manera distorsionada.

Otro punto a favor de este tipo de imágenes es que ellas se pueden ver con un efecto visual muy particular, el cual hace que se perciban como si estuvieran saliéndose de sus límites, hacia adentro o hacia afuera de donde está enmarcada, lo cual le da la opción al observador de poder variar la perspectiva desde donde se coloque para poder captar la imagen.

Hologramas

Datos Históricos de la Holografía

La holografía data desde el año 1948, fue la creación del físico de origen Húngaro de nombre Dennis Gabor, a quien se le otorga por este descubrimiento el Premio Nobel de Física en el año 1971.

Desde comienzos del año 1947 este reconocido científico ya llevaba un tiempo trabajando en mejoras para aplicar a la resolución de las imágenes que presentaba el microscopio electrónico, cuando se le ocurrió enfocar su trabajo en el registro de las imágenes que dieron origen a la holografía. Descubre más sobre este interesante tema en nuestro artículo ¿Cómo funciona el microscopio?

Dennis Gabor llamó holograma a su nueva creación, debido a que según la etimología de la palabra “Holos” la cual significa “completo”; en su idea creativa, se expresa su objetivo el cual estaba enfocado en la calidad de las imágenes.

Los hologramas van más allá de una fotografía convencional, la cual solo capta y muestra una perspectiva de la imagen. Con la técnica de la holografía se logran registrar todas las perspectivas de un objeto además de su información tridimensional.

Hologramas

El láser y los Hologramas

La innovación en el campo de las imágenes tuvo su etapa de perfeccionamiento, cuando años después, se desarrolla el láser, avance tecnológico que le daría a la holografía toda una nueva dimensión y utilidad.

El rayo láser es básicamente un sistema de amplificación que emite haces de luz, los cuales  además de ser coincidentes tienen una enorme intensidad, y presentan ondas de luz que viajan a igual frecuencia y no presentan variaciones de onda, ya que se proyectan sin dispersarse.

Las ondas de luz de un rayo láser  son de un mismo color en su totalidad, la cual es una característica que se llama monocromicidad.

Cuando aparece el rayo láser permitieron a la antigua idea de los hologramas tomar un nuevo protagonismo, pues ahora las imágenes podían ser más nítidas, detalladas y atractivas para el ojo humano, lo cual representa una mejora relevante en la presentación del arte final de los hologramas.

Los inicios

Originalmente, los hologramas de Gabor lucían primitivos, debido a las limitaciones técnicas de la época, la perfección en la calidad que se podía lograr para la presentación de las imágenes era muy baja.

En un principio el científico solo quería redefinir las imágenes que se obtenían de los microscopios electrónicos, para esto la base de su hipótesis planteó un análisis experimental del cual se arrojan resultados interesantes en el ámbito de la física.

Este experimento consistió en que al iluminar una rendija con una luz unicolor, el resultado que se obtiene es una figura de franjas, la cual muestra la forma y las dimensiones del objeto observado.

La idea de innovar partiendo desde esta perspectiva se puso en marcha, Gabor describe que para realizar el proceso de ‘descodificación’ de la información que está presente en la fotografía, requería de una manera de registrar la inclinación de la incidencia de los rayos de luz que se reflejan en la fotografía.

Hologramas

Avances

Los primeros hologramas en los cuales realmente se podía ver un objeto con sus tres dimensiones bien definidas, fueron desarrollados por Emmett Leith y Juris Upatnieks en Estados Unidos en 1963, y por Yuri Denisyuk en la Unión Soviética,  quienes lograron los avances necesarios en el campo de la holografía como para que esta se volviera toda una maravillosa novedad.

Otro de los avances que causaron toda una sensación en la industria es su uso de las imágenes tridimensionales en las aplicaciones, estos usos pueden ser muy diversos, pues podemos ver este tipo de imágenes en reproductores de televisión y en  proyecciones en pantallas de todo tipo.

Este tipo de tecnología se está utilizando en imágenes impresas en tarjetas de crédito, billetes bancarios, también en las etiquetas de seguridad y de embalaje, en documentos de identidad, entre otros muchísimos usos, en los cuales se necesita una imagen que exprese originalidad y seguridad.

Hologramas

¿Cómo funcionan los Hologramas?

Los hologramas tal y como los ideó el científico Gabor, tienen un complejo diseño pensado para que se cumpla un mecanismo de dos pasos; el primero consiste en fijar la imagen de un objeto en una placa fotográfica de una manera predeterminada.

Como segundo paso Gabor indica en qué se debe hacer énfasis en el tipo de iluminación que se hace de dicha placa, una vez que esta es revelada.

El científico no tuvo éxito inicialmente, ya que su objetivo inicial era mejorar las partes obtenidas del microscopio electrónico. Luego de darse cuenta del error que le impedía lograr el éxito deseado, lejos de perder el impulso para su idea, cambia su manera de abordar el problema y encuentra un  nuevo método de representar la realidad.

En el año 1948 se realizó el primer holograma, este ensayo tiene la característica de que se hizo el experimento contando con una fuente de luz proporcionada por una lámpara de mercurio.

Hologramas

¿Cómo se crea un holograma?

El proceso para generar un holograma se comienza con la emisión de una luz láser que se debe enfocar hacia un punto preestablecido.

El láser es un haz de luz coherente, lo cual quiere decir que posee más estabilidad que la normal (la cual se denomina incoherente), al mostrar un patrón estable de interferencia.

La luz incoherente puede moverse en frecuencias variadas y en diferentes fases, lo cual constituye fundamentalmente en una diferencia relevante si se compara con la luz coherente, ya que esta última se desplaza en la misma frecuencia y en la misma faz.

Con la luz coherente se logra mayor control y definición ya que la luz inserta la información que transporta en la cresta de cada onda, cuanto más puntos de intersección tenga la onda en su viaje, más información tiene el halo de luz.

El haz de luz láser es dividido en dos rayos diferentes, el primero es llamado de referencia, el cual se establece de manera estática y permanece de esa manera durante todo el tiempo que dura el proceso, esta parte del haz de luz va directo a la pantalla holográfica.

El otro haz de información viaja como una imagen; cuando se encuentra con una luz, su composición cambia para lograr que la imagen cambie a su forma de onda.

Cuando estas dos partes del rayo láser se se superponen y se enlazan, se genera un patrón de interferencia de luz. La imagen finalmente es producida en una pantalla holográfica la cual tiene un gasto energético unas 50 veces mayor que un film fotográfico.

Variedad en la generación

Un holograma puede llegar a realizarse de manera diferente a la conocida onda de luz de un rayo láser, por ejemplo se puede hacer con ondas de sonido y con otro tipo de ondas de las que existen en el espectro electromagnético.

Los hologramas que se generan utilizando la luz ultravioleta son capaces de grabar imágenes diminutas, más pequeñas que la luz visible, similares en tamaño a un átomo o una molécula.

Existe también una rama de la holografía que realiza hologramas con microondas la cual se utiliza para captar imágenes en el lejano espacio profundo,  donde es capaz de grabar las ondas de radio que emite. Por último tenemos la holografía acústica, la cual utiliza las ondas de sonido para atravesar los objetos sólidos.

Usos prácticos de Los Hologramas

Los hologramas son el resultado de una novedosa e increíble técnica fotográfica que consiste en realizar la proyección de las imágenes en tres dimensiones, utilizando para ello la luz. Este proceso consiste en que un rayo láser graba una película que es fotosensible la cual si  se proyecta con la perspectiva y el tipo de luz adecuada nos mostrará un holograma.

Entre todas las variaciones y campos que puede tener esta increíble rama de la ciencia, tenemos a la holografía digital, la cual se genera a partir de una reconstrucción de datos, los cuales se reproducen teniendo en cuenta las dimensiones de la imagen en toda su superficie, el espacio y la profundidad.

¿Para qué sirve la holografía?

Según el profesor y estudioso de la ciencia Stephen Benton, quien fuera uno de los pioneros en este campo, afirma que los hologramas son la intersección entre la ciencia, la tecnología y el arte. Un punto clave por el cual la holografía está tomando auge cada día, es que su naturaleza hace que el reproducirlo para sacar provecho sea prácticamente imposible.

Las placas de Petri que son sensibles al paso de la luz, son recubiertas por una sustancia química, un líquido que ayuda a que se realice a refracción de la luz y se pueda definir el objeto en sus tres dimensiones.

Básicamente, un holograma es la suma de todos los registros de ondulación de la luz provenientes de un objeto, y su proyección  cuando se le enfoca un halo de luz láser.

Utilidad 

Un holograma le da la posibilidad al espectador de ver algo con todas sus dimensiones como si se tratara de un objeto real. Esta visión innovadora, progresista y hasta futurista no se encuentra estandarizado todavía, pero en un futuro de seguro podremos encontrar hologramas en muchas de los dispositivos que usamos de manera cotidiana.

Las opciones para el uso de imágenes holográficas son un campo bastante amplio, ya que solo se debe asegurar de tener el dinero suficiente para cubrir los costos del equipo, pues este suele ser elevado. Encuentra más información sobre tecnología en nuestro artículo La tecnología 3D

Generalmente se utilizan imágenes holográficas en eventos de gran envergadura, tales como grandes campañas publicitarias con el objetivo de atraer clientes, pues entre más fastuosidad en el evento más atención de espectadores y potenciales compradores e inversores.

También es frecuente que se utilice la tecnología holográfica en reuniones de corporaciones, en conferencias, demostraciones de productos, planes de marketing, espectáculos en ferias y presentaciones de artículos y dispositivos de tecnología en grandes centros comerciales.

Certifica la autenticidad

La holografía es un instrumento con el cual podemos ser capaces de realizar medida con una exactitud de ultra precisión. Por ejemplo, cuando un objeto se ilumina, registra un patrón de sí mismo en el haz de luz que lo reconstruye cuando lo atraviesa y que puede recogerse en una placa especial para fotografías.

Este registro es único, irrepetible y muy difícil de imitar; es como si se tratara de una huella dactilar. Para saber si el patrón existente ha sufrido alguna variación o ha sido adulterado de alguna manera, es posible el revisar el patrón existente (el cual es llamado frente de onda) en distintos momentos de los que se tenga registro y establecer una comparación.

Esto permite saber si en algún momento se produjeron deformaciones en el objeto, que representen una diferencia relativa o significante, aunque los cambios puedan ser diminutos como la longitud de onda que se utilizó para realizar las imágenes.

Los hologramas son casi imposible de falsificar, pues prácticamente es improbable que se pueda especificar el mismo frente de onda de alguna imagen, además se tendría que repetir todo el proceso de generación del holograma en cuestión.

Debido a esto, uno de los usos más frecuentes de las imágenes holográficas persiguen el objetivo de la seguridad. Ejemplo de esto son las pequeñas e intrincadas imágenes que se colocan el los billetes bancarios, a manera de precinto de seguridad.

Para darnos una idea de las implicaciones de seguridad de las imágenes holográficas, si analizamos un billete de 5 Euros, aparecen hologramas y símbolos que contienen muchos detalles, lo cual hace que reproducirlos para hacer una falsificación sea una tarea casi imposible.

Imágenes artísticas

Los museos algunas veces utilizan hologramas como representación de los objetos delicados y valiosos, para mostrarlos en lugar de manipular los originales, y así evitar daños en las piezas que tengan mucha data o que estén en malas condiciones.

Por ejemplo, tenemos el caso del “Hombre de Lindow”, lo cual se trata de una momia de más de 2300 años, a pesar de que esta momia está muy bien conservada, un error al manipularla sería fatal para su integridad.

Así que, mientras la momia del Hombre de Lindow se encuentra resguardada en una de las cámaras de bioseguridad en el Museo Británico de Londres, un holograma que la muestra exactamente como es, está expuesto al público y a los investigadores que satisfacen su curiosidad por ver tan preciada reliquia.

Hologramas en la educación

El desarrollo de hologramas reproducidos con luz blanca y su posterior implementación, dará a la humanidad la posibilidad de utilizarlo como medio de enseñanza, ya que sería muy útil explicar teoría usando imágenes tridimensionales, que básicamente sean un duplicado del objeto de estudio.

Por ejemplo el utilizar los hologramas como medio de enseñanza en materias como física y otras ingenierías, sería fomentar las habilidades del estudiante en el diseño y la construcción de objetos de estudio preconcebidos.

Hologramas en la medicina

Las imágenes holográficas permiten a los médicos interactuar con imágenes totalmente reales del cuerpo humano, las cuales son una representación real del órgano que está presentando fallas.

Este tipo de ayuda tecnológica permitirá ver la imagen real flotando frente a los ojos del médico, mostrando desde todos los ángulos posibles  todas sus características, lo cual facilitaría enormemente el realizar procedimientos médicos mínimamente invasivos.

Por ejemplo, una imagen holográfica puede utilizarse para que proporcione información pertinente y amplificada del funcionamiento en la estructura de un órgano en específico, el cual sería útil en tratamientos de problemas cardíacos, de arterias, en la reconstrucción de órganos internos y hasta en la neurocirugía.

Dispositivos Holográficos

Un dispositivo holográfico es un instrumento que funciona aplicando los principios de la holografía para lograr reproducir imágenes con sus tres dimensiones. Descubre más datos interesantes sobre tecnología en nuestro artículo La Teoría del Todo

Utilizando este tipo de aparatos no son necesarios otros mecanismos externos para generar las imágenes o para visualizarlas, como por ejemplo, se puede prescindir de gafas especiales, cascos de visión o cualquier otro implemento de este tipo.

Entre todos los dispositivos holográficos que existen actualmente, podemos encontrar algunos que son los más utilizados por su precisión y porque presentan otras facilidades al usuario; por ejemplo tenemos los siguientes:

Cheoptics 360

Básicamente este equipo está desarrollado como un sistema de video holográfico, el cual tiene un proyector que tienen una estructura de pirámide invertida, con lo cual puede reconstruir y presentar imágenes tridimensionales para su visualización, dentro de su espacio de proyección.

Este dispositivo puede reproducir una imagen nítida que se ve totalmente tridimensional, desde  cualquier punto en el que se coloque el espectador. En cada extremo de la estructura del sistema de hay proyectores que combinan la imagen desde perspectivas diferentes con un resultado realista.

Heliodisplay

Es un dispositivo que posee tecnología innovadora y logra reproducir imágenes sin utilizar un medio físico, como por ejemplo una pantalla; con lo cual puede proyectar imágenes de tipo fijo o de movimiento con una calidad aceptable.

Este dispositivo no requiere de medios alternativos que apoyen la reproducción de la imagen, ya que puede ser utilizado en un entorno sin mecanismos adicionales. Dicho dispositivo es básicamente una caja que viene equipada con un conector de USB que se puede empalmar a una fuente de video o imagen como por ejemplo a un computador personal.

Una de las desventajas de este sistema es que muestra una imagen holográfica solo en su vista frontal, ya que vista desde la perspectiva lateral sigue siendo una imagen plana en dos dimensiones.

Mark III 

El sistema Mark III es una evolución de los primeros sistemas que se desarrollaron en los años 1980; los sistemas anteriores a este necesitaban grandes dispositivos complejos y software especializado solamente para lograr representar la imagen.

Para crear un video con este sistema, se recurre a la reproducción de un modelo de imagen de los objetos en una escena preestablecida, la cual se envía a un modulador de luz, donde las diferentes ondas que intervienen, generan una imagen tridimensional.

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