أفلام الخيال العلمي يقفُ كلُّ مشاهدٍ ومهتم بأفلام الخيال العلمي وغيرها أيضًا التي تظهر بها مشاهد غير منطقية للواقع العملي والطبيعي لحياة الإنسان، يقف حائرًا أمام ما يرى ويتابع من مشاهد محكمة الإعداد والإبداع المتكامل للمشهد الذي يبدو واقعيًا جدًا، إلا أنه منطقيًّا غيرُ واقعيّ! كأن يرى المشاهدُ إنسانًا بين مجموعة من الأسود أو الديناصورات مثلًا أو إنسانًا يطير أو أيًّا كان، والغريب أنَّ مثل هذه المَشاهد تكون واضحة جدًا وحقيقية ولا يظهر فيها زيف تركيب الصور واختلاف الإضاءة البائنة، والجدير بالذكر أنّ بمثل هذه المشاهد يُستعان بتقنية الهولوجرام Holography، وهذا المقال سيُلمُّ بأهم مواضيع تقنية الهولوجرام. تاريخ تقنية الهولوجرام لم تكن تقنية الهولوجرام لتكون موجودة دون الاستناد على اكتشاف الليزر، واكتشاف التصوير الرقمي الإلكتروني كقاعدة أساسية لانطلاق تقنية الهلوجرام، في عام 1915 وفي عمر الخامسة عشر فقط، ظهر اهتمام دينيس غابور Dennis Gabor بالتصوير الإلكتروني، كان غابور مَحريِّ الجنسية يهوديّ الديانة، لذا اضْطُر للانتقال مع عائلته إلى بريطانيا هروبًا من النازيِّة والعنصرية الدينية التي مارسها هتلر وأتباعه على اليهود بالذات، وهناك في إنجلترا عمِل غابور لدى مختبرات البحوث البريطانية- طومسون هيوست، وكان حينها يحاول التطوير على المجهر الإلكتروني ليتمكّن من رؤية ذرة واحدة وبصورة فردية والنظر داخل مكوناتها من إلكترونات وبروتونات ونيوتونات، وكحال أغلب الاكتشافات العلمية فإنَّ غابور وعن طريق المصادفة تبيّنت له معالم نظريته المتعلقة بإعادة بناء الأطياف الموجية، وأطلق على هذا الاكتشاف تقنية الهولوجرام أو الهولوجراف والتي جاء باسمها من الكلمتين اليونانيّتين هولو وتعني: الكل، وجراف أي الرسالة. ((A Brief History of Holography, "www.holographer.com", Retrieved in July/14-2018, Edited)) تقنية الهولوجرام والتصوير الرقمي بالحديث عن تقنية الهولوجرام يجب النظر في مبدأ عمل التصوير الإلكتروني أو الرقمي الشائع والمتداول حاليًّا في الكاميرات الاحترافية وكاميرات الهواتف النقّالة وغيرها، وتعتمد الأخيرة على مبدأ حبس الظل، أي نقاطٍ معتمة وأخرى مضيئة، حيث يتم تقسيم الصورة إلى العديد من المربعات الصغيرة جدًّا والتي تسمى بالبيكسلات pixels، وبواسطة حسّاس sensor، يتم رصد الشحنات الكهربائية التي تتولد على كل بيكسل نتيجة اصطدام الفوتونات به، حيث تختلف الشحنة الكهربائية على كل بيكسل مع اختلاف كمية الضوء الساقط عليه، بعد ذلك تُقسّم الصورة إلى لوحة فسيفسائية مركّبة من البيكسلات والتي يقرأها حسّاس sensor بناءً على قراءة الألوان الأساسية الثلاثة: الأحمر والأزرق والأخضر، لإظهار الصورة التي تم التقاطها بأقرب نموذج للصورة الحقيقية، وتقوم جزئية من تقنية الهولوجرام على ذلك، والجديرُ بالذكر أنّ إدراج الليزر وموجاته وتداخلها والأنماط التي تنتج عنها كان العاملَ الأساسيّ في إحداث ثورة تقنية في عالم التصوير، واستحداث فكرة التصوير ثلاثي الأبعاد لأول مرة. ((.Basic principles of photography, "vision.cse.psu.edu'', Retrieved in July14-2018, Edited)) لتقريب المشهد ولفهم فكرة تداخل الموجات، يُشبّه العلماء عملية تداخل الموجات في الليزر لتشكيل الصورة المجسدة التي تكوّنها تقنية الهولوجرام، بالموجات السطحية في بركة مائية تظهر نتيجة إلقاء أحدهم مجموعةً من الحجارة في هذه البركة، حيث سيُلاحظ عند إلقاء حجر واحد تَشكُّلُ موجات دائرية تتسع بابتعادها عن مركز الموجة والذي هو مكان سقوط الحجر، وعند إلقاء حجر آخر مكوّنًا موجاته الخاصة به على سطح هذه البركة، فإن موجات الحجرين إن التقتا في الذروة لكلٍّ منهما؛ أي التقتا لقاءً بناءً، سيكون مجموع التقاء الموجتين هو موجة أكبر من أكبر موجة بينهما، وأما إن كان التقاءً هدّامًا، أي ذروة موجة مع حضيض أخرى فستنتج موجة أصغر من أصغر موجة بينهما، وإن استمر هذا الشخص بإلقاء الحجارة في البركة سينتج شبكة معقدة من الموجات المتداخلة الأشبه بمبدأ عمل هذه التقنية مع موجات الليزر. ((.Holography, "www.wikipedia.org", Retrieved in July14-2018, Edited)) مبدأ عمل تقنية الهولوجرام يتم إسقاط شعاع ليزر على مُجزِّئ للأشعة الـ Splitter، ليقسم الشعاع بدوره إلى شعاعين، ينطلق الجزء الأول من الأشعة إلى مرآة مُثبّتة أمام اللوح الفوتوغرافي الذي سيحتفظ بالصورة المجسّدة، تقوم المرآة بعكس هذه الأشعة والتي يُطلق عليها اسم الأشعة المرجعية Reference Beam، أما الشعاع الآخر المنقسم فإنه يُسلَّط على الجسم المراد تصويره، ليتم عكس هذه الأشعة الساقطة من جميع أجزاء سطحه إلى اللوح الفوتوغرافي، وهذه الأشعة يُطلق عليها مُسمّى أشعة الجسم Objective Beam. تكوّنت الآن على اللوح الفوتوغرافي كلٌّ من أشعة المرجع وأشعة الجسم، حيث تلتقيان هناك مُشكِّلاتٍ نمطًا تركيبيًّا وشبكة مُعقّدة من النقاط المُضيئة والمُعتمة، بعد ذلك يتم تحميض اللوح الفوتوغرافي، وبذلك يمكن الحصول على الصورة التي تم تخزينها وتصويرها من خلال إضاءة هذا اللوح بالأشعة المرجع والنظر من خلاله ليظهر المُجسم كما تم تصويره. ((.Holography, "www.wikipedia.org", Retrieved in July14-2018, Edited)) تطبيقات تقنية الهولوجرام نظرًا لاستطاعة تقنية الهولوجرام الدخول في أعماق المجسم وأبعاده الثلاثية وليس تصويره تصويرًا ثنائيّ الأبعاد فحسب، فإنه يمكن اللجوء إليها في الحالات التي يصعب بها أخذ البُعد الثالث للصورة ومدى عمقها، كاستخدامها في الطائرات لتحديد المنخفضات الجوية. ويمكن استخدامها أيضًا في التوربينات عن طريق فحص الاهتزازات على شفرة التوربينات وقياس تردداتها وتحليلها وتكوين نمط قياسيّ وصورة ثلاثيّة الأبعاد تكشف عن الشفرات المُعطّلة من بين شفرات التوربين. ((.Holography, "www.britannica.com", Retrieved in July14-2018, Edited.)) كما تم الإشارة إليه في المقدمة، فإنه تم الاستعانة بهذه التقنية لتجسيد صور أبطال الأفلام في أيّ مكان يختاره المخرج، سواءً بين الحيوانات أم على قمم الجبال أم ناطحات السحاب أم حتى الفضاء والنجوم، ليظهر مشهدًا يحاكي الواقع بوضوحه وجودته وينافيه بمنطقه، الأمر الذي يجذب المتابعين للمشاهدة والاستمتاع بما يدور في مخيّلاتهم ويرونه حقيقة مصوّرة أمام أعينهم.

ما هي تقنية الهولوجرام

ما هي تقنية الهولوجرام

بواسطة: - آخر تحديث: 5 سبتمبر، 2018

أفلام الخيال العلمي

يقفُ كلُّ مشاهدٍ ومهتم بأفلام الخيال العلمي وغيرها أيضًا التي تظهر بها مشاهد غير منطقية للواقع العملي والطبيعي لحياة الإنسان، يقف حائرًا أمام ما يرى ويتابع من مشاهد محكمة الإعداد والإبداع المتكامل للمشهد الذي يبدو واقعيًا جدًا، إلا أنه منطقيًّا غيرُ واقعيّ! كأن يرى المشاهدُ إنسانًا بين مجموعة من الأسود أو الديناصورات مثلًا أو إنسانًا يطير أو أيًّا كان، والغريب أنَّ مثل هذه المَشاهد تكون واضحة جدًا وحقيقية ولا يظهر فيها زيف تركيب الصور واختلاف الإضاءة البائنة، والجدير بالذكر أنّ بمثل هذه المشاهد يُستعان بتقنية الهولوجرام Holography، وهذا المقال سيُلمُّ بأهم مواضيع تقنية الهولوجرام.

تاريخ تقنية الهولوجرام

لم تكن تقنية الهولوجرام لتكون موجودة دون الاستناد على اكتشاف الليزر، واكتشاف التصوير الرقمي الإلكتروني كقاعدة أساسية لانطلاق تقنية الهلوجرام، في عام 1915 وفي عمر الخامسة عشر فقط، ظهر اهتمام دينيس غابور Dennis Gabor بالتصوير الإلكتروني، كان غابور مَحريِّ الجنسية يهوديّ الديانة، لذا اضْطُر للانتقال مع عائلته إلى بريطانيا هروبًا من النازيِّة والعنصرية الدينية التي مارسها هتلر وأتباعه على اليهود بالذات، وهناك في إنجلترا عمِل غابور لدى مختبرات البحوث البريطانية- طومسون هيوست، وكان حينها يحاول التطوير على المجهر الإلكتروني ليتمكّن من رؤية ذرة واحدة وبصورة فردية والنظر داخل مكوناتها من إلكترونات وبروتونات ونيوتونات، وكحال أغلب الاكتشافات العلمية فإنَّ غابور وعن طريق المصادفة تبيّنت له معالم نظريته المتعلقة بإعادة بناء الأطياف الموجية، وأطلق على هذا الاكتشاف تقنية الهولوجرام أو الهولوجراف والتي جاء باسمها من الكلمتين اليونانيّتين هولو وتعني: الكل، وجراف أي الرسالة. 1)A Brief History of Holography, “www.holographer.com”, Retrieved in July/14-2018, Edited

تقنية الهولوجرام والتصوير الرقمي

بالحديث عن تقنية الهولوجرام يجب النظر في مبدأ عمل التصوير الإلكتروني أو الرقمي الشائع والمتداول حاليًّا في الكاميرات الاحترافية وكاميرات الهواتف النقّالة وغيرها، وتعتمد الأخيرة على مبدأ حبس الظل، أي نقاطٍ معتمة وأخرى مضيئة، حيث يتم تقسيم الصورة إلى العديد من المربعات الصغيرة جدًّا والتي تسمى بالبيكسلات pixels، وبواسطة حسّاس sensor، يتم رصد الشحنات الكهربائية التي تتولد على كل بيكسل نتيجة اصطدام الفوتونات به، حيث تختلف الشحنة الكهربائية على كل بيكسل مع اختلاف كمية الضوء الساقط عليه، بعد ذلك تُقسّم الصورة إلى لوحة فسيفسائية مركّبة من البيكسلات والتي يقرأها حسّاس sensor بناءً على قراءة الألوان الأساسية الثلاثة: الأحمر والأزرق والأخضر، لإظهار الصورة التي تم التقاطها بأقرب نموذج للصورة الحقيقية، وتقوم جزئية من تقنية الهولوجرام على ذلك، والجديرُ بالذكر أنّ إدراج الليزر وموجاته وتداخلها والأنماط التي تنتج عنها كان العاملَ الأساسيّ في إحداث ثورة تقنية في عالم التصوير، واستحداث فكرة التصوير ثلاثي الأبعاد لأول مرة. 2).Basic principles of photography, “vision.cse.psu.edu”, Retrieved in July14-2018, Edited

لتقريب المشهد ولفهم فكرة تداخل الموجات، يُشبّه العلماء عملية تداخل الموجات في الليزر لتشكيل الصورة المجسدة التي تكوّنها تقنية الهولوجرام، بالموجات السطحية في بركة مائية تظهر نتيجة إلقاء أحدهم مجموعةً من الحجارة في هذه البركة، حيث سيُلاحظ عند إلقاء حجر واحد تَشكُّلُ موجات دائرية تتسع بابتعادها عن مركز الموجة والذي هو مكان سقوط الحجر، وعند إلقاء حجر آخر مكوّنًا موجاته الخاصة به على سطح هذه البركة، فإن موجات الحجرين إن التقتا في الذروة لكلٍّ منهما؛ أي التقتا لقاءً بناءً، سيكون مجموع التقاء الموجتين هو موجة أكبر من أكبر موجة بينهما، وأما إن كان التقاءً هدّامًا، أي ذروة موجة مع حضيض أخرى فستنتج موجة أصغر من أصغر موجة بينهما، وإن استمر هذا الشخص بإلقاء الحجارة في البركة سينتج شبكة معقدة من الموجات المتداخلة الأشبه بمبدأ عمل هذه التقنية مع موجات الليزر. 3).Holography, “www.wikipedia.org”, Retrieved in July14-2018, Edited

مبدأ عمل تقنية الهولوجرام

يتم إسقاط شعاع ليزر على مُجزِّئ للأشعة الـ Splitter، ليقسم الشعاع بدوره إلى شعاعين، ينطلق الجزء الأول من الأشعة إلى مرآة مُثبّتة أمام اللوح الفوتوغرافي الذي سيحتفظ بالصورة المجسّدة، تقوم المرآة بعكس هذه الأشعة والتي يُطلق عليها اسم الأشعة المرجعية Reference Beam، أما الشعاع الآخر المنقسم فإنه يُسلَّط على الجسم المراد تصويره، ليتم عكس هذه الأشعة الساقطة من جميع أجزاء سطحه إلى اللوح الفوتوغرافي، وهذه الأشعة يُطلق عليها مُسمّى أشعة الجسم Objective Beam.

تكوّنت الآن على اللوح الفوتوغرافي كلٌّ من أشعة المرجع وأشعة الجسم، حيث تلتقيان هناك مُشكِّلاتٍ نمطًا تركيبيًّا وشبكة مُعقّدة من النقاط المُضيئة والمُعتمة، بعد ذلك يتم تحميض اللوح الفوتوغرافي، وبذلك يمكن الحصول على الصورة التي تم تخزينها وتصويرها من خلال إضاءة هذا اللوح بالأشعة المرجع والنظر من خلاله ليظهر المُجسم كما تم تصويره. 4).Holography, “www.wikipedia.org”, Retrieved in July14-2018, Edited

تطبيقات تقنية الهولوجرام

نظرًا لاستطاعة تقنية الهولوجرام الدخول في أعماق المجسم وأبعاده الثلاثية وليس تصويره تصويرًا ثنائيّ الأبعاد فحسب، فإنه يمكن اللجوء إليها في الحالات التي يصعب بها أخذ البُعد الثالث للصورة ومدى عمقها، كاستخدامها في الطائرات لتحديد المنخفضات الجوية. ويمكن استخدامها أيضًا في التوربينات عن طريق فحص الاهتزازات على شفرة التوربينات وقياس تردداتها وتحليلها وتكوين نمط قياسيّ وصورة ثلاثيّة الأبعاد تكشف عن الشفرات المُعطّلة من بين شفرات التوربين. 5).Holography, “www.britannica.com”, Retrieved in July14-2018, Edited.

كما تم الإشارة إليه في المقدمة، فإنه تم الاستعانة بهذه التقنية لتجسيد صور أبطال الأفلام في أيّ مكان يختاره المخرج، سواءً بين الحيوانات أم على قمم الجبال أم ناطحات السحاب أم حتى الفضاء والنجوم، ليظهر مشهدًا يحاكي الواقع بوضوحه وجودته وينافيه بمنطقه، الأمر الذي يجذب المتابعين للمشاهدة والاستمتاع بما يدور في مخيّلاتهم ويرونه حقيقة مصوّرة أمام أعينهم.

المراجع

1. A Brief History of Holography, “www.holographer.com”, Retrieved in July/14-2018, Edited
2. .Basic principles of photography, “vision.cse.psu.edu”, Retrieved in July14-2018, Edited
3, 4. .Holography, “www.wikipedia.org”, Retrieved in July14-2018, Edited
5. .Holography, “www.britannica.com”, Retrieved in July14-2018, Edited.