Fotu tridimensie!

Evoluintaj vivuloj perceptas spacon danke al siaj du lumo-perceptaj organoj (okuloj), kiuj situas je konvena distanco unu disde alia (kaze de homo, tiu distanco estas ĉ. 6.5 cm), por povi formi triangulon kun la observata objekto. Helpe de tiu triangulo cerbo kapablas sentigi, taksi la distanton ĝis la objekto. Tiu kapablo taksi distancon dependas de du faktoroj:

a.) de okuldistanco, kio kaze de homo estas ĉ. 6.5 cm

b.) de distanco disde okuloj ĝis la observata objekto

Ju malpli longa estas la okuldistanco, des malpli ekzakte eblas taksi la distancon ĝis la observata objekto. Ju pli longa estas la distanco disde okuloj ĝis la objekto, des malpli ekzakte eblas taksi la distancon ĝis la observata objekto.

La tridimensia (spacosentiga) imago formiĝas en cerbo helpe de tiuj du bildoj, kiujn liveras la du okuloj situite je konvena distanco unu disde alia.

Tridimensia imago povas kreiĝi en cerbo ankaǔ helpe de fotoj. Por realigi spacosenton helpe de fotoj, ekzistas pluraj metodoj:

a.) pere de du lensoj 14 ÷ 12 dioptriai, funkcie de grandeco (diagonalo) de la stereo-bildoj:

b.) pere de cilindro-lensa masko. Tiukaze la du bildoj devas esti dispecigitaj je mallarĝaj vertikalaj strioj, kaj poste la strioj de ambaǔ bildoj estu apudmetitaj alterne (maldekstra, dekstra, sekva maldekstra, sekva dekstra, ktp). La cilindro-lensa masko konsistas el multegaj vertikalaj duoncilindroj (cilindraj lensoj), kiuj kovras po du striojn (unu strio de maldekstra bildo, kaj unu strio de dekstra bildo). Je konvena distanco, danke al cilindrolensoj, ĉiu okulo vidas nur la striojn de la koresponda bildo (maldekstra okulo la striojn de maldekstra bildo, dume la dekstra okulo nur la striojn de dekstra bildo). La respektivaj strioj kuniĝas al po unu bildo por ĉiu okulo, kaj en cerbo kreiĝas tridimensia bildo:

c.) pere de polar-filtraj okulvitroj, se la bildoj estas projekciitaj je surfaco tra polaraj filtroj, kiuj devas esti turnitaj je 90º unu disde alia laǔ polarigo:

Per konvene ĝustigitaj polar-filtraj okulvitroj, ĉiu okulo vidas nur la korespondan bildon (maldekstra la maldekstran, dekstra la dekstran):

d.) iom simpla, sed malpli pretendema metodo estas kolorigi aparte la du stereobildojn: ekz. je purpura la maldekstran, kaj je blua la dekstran bildon. Poste, pere de speciala rigardilo (iaspeca okulvitro), kiu konsistas el du koloraj filtroj (purpura por la maldekstra okulo, kaj blua por la dekstra), eblas spekti la objekton tridimensie, ĉar danke al kolorfiltroj, ĉiu okulo vidas plej bone nur la kolore korespondan bildon:

e.) Helpe de komputilo eblas iom nekutime sentigi tridimensiecon, sen uzi lensojn aǔ filtrojn, se oni kreas specialan bildo-dosieron (”.gif”), kiu kapablas afiŝi alterne la du stereo-fotojn. La rapidecon de alternado eblas difini kiam oni konvertas per programo la simplajn stereofotojn al moviĝanta ”.gif”. La portalo Ipernity momente ne povas funkciigi la moviĝantajn ”.gif” dosierojn, do ĝi transformas ĉiujn alŝutitajn ”.gif” dosierojn al ”.jpg” dosieroj. Tial mi donas nur ligilon al portalo, sur kiu funkcias bone tiaj stereo- ”.gif” dosieroj. Surklaku la malsupran ligilon:

acidcow.com/pics/1887-stereo-images-10-gif.html

Do, tridimensia bildo kreiĝas en cerbo, se ĉiu okulo vidas nur la bildon kiu korespondas al ĝi: la maldekstra okulo vidas nur la disde maldekstre fotitan bildon, dume la dekstra okulo vidas nur la disde dekstre fotitan bildon. La du bildojn necesas foti per du objektivoj situite je ĉ. 6.5 cm. unu disde alia, kia estas la averaĝa homa okuldistanco.

Sed la du bildojn eblas foti uzante eĉ pli longan distancon inter fotoaparatoj (objektivoj), ol la normala, homa okuldistanco. Tiukaze eblas sentigi tridimensiecon eĉ por objektoj situite je pli longa distanco disde observanto, ol je kiom la normala okuldistanco ebligas spacosenton. Sed tiam indas eviti foti tro proksimajn objektojn, ĉar alie onia cerbo ne povos kunĝustigi la du bildojn.

Komence mi uzis sovetan stereo-fotilon Sputnik de formato 6x6, kaj mi faris nigro-blankajn fotoparojn per rekta kopiado tra filmo:

Poste mi fabrikis hejme stereo-fotilon el du sovetaj Smena-8, pere de kiu mi faris kolorajn stereo-diapozitivojn:

Sed nuntempe jam malfacile aĉeteblas filmoj pro la disvastiĝo de digitaj fotiloj. Adaptiloj por realigi stereo bildojn ja ekzistas, sed ili duonigas la bazan surfacon:

Ŝajnas, ke fabrikantoj malzorgas la amatorojn pri stereo-fotado, do mi denove devis hejme fabriki stereo-fotilon el du digitaj fotiloj, ĉar en vendejo tiaĵon ne aĉeteblas.

La du digitajn fotilojn mi tiel kunligis elektrone, ke ĝustigante nur la dekstran, aǔtomate ĝustiĝas konforme ankaǔ la maldekstra.

Pere de tiu digita stereo-fotilo mi faris bildoparojn, kiujn mi apudmetis, kaj poste mi metis po du parojn unu al sub la alia. Tiel mi povis mendi paperan foton de formato 13x9 cm. laǔ la kompilita bildo. La fotoparojn eblas spekti tridimensie helpe de du 12 dioptriaj lensoj.

Jen kiel aspektas la hejmkonstruita rigardilo:

Spekti stereo-fotojn tra du lensoj postulas elekti konvenajn lensojn laǔ grandigo. La celo estas certigi tion, ke ĉiu okulo povu vidi klare *nur* tiun bildon, kiu situas ĝuste sub la lenso tra kiu la okulo rigardas.

Ni konsideru nur unu okulon, ekz. la dekstran:

- se la grandigo de la lenso estas konvene elektita, en la maksimume grandigita, klara surfaco enhaveblos nur unu bildo. Kompreneble, la dekstra okulo, per moviĝo povas vidi ankaǔ la maldekstran bildon, sed ĝi jam ne plu estos klara, do la okulo fokusiĝos nur al klara surfaco (kiu situas ĝuste sub lenso). Tio validas ankaǔ por la maldekstra okulo.

Se la grandigo de lensoj estas malpli forta, ol konvena, tiukaze oniaj okuloj vidos klare ambaǔ bildojn (tiun, kiu situas ĝuste sub lenso, kaj tiun, kiu situas apude), aǔ pli, ol la surfacon de nur unu bildo, kaj tiam la okuloj ne plu povos fokusiĝi *nur* al tiuj respektivaj bildoj, kiuj situas ĝuste sub respektivaj lensoj.

Se la grandigo de lensoj estas pli forta, ol konvena, tiukaze necesas proksimigi la lensojn al bildoj, kaj sekve ne enhaveblos klare la tuta bildo en rigardata surfaco. Tridimensia efiko realiĝos en cerbo, sed ne por la tuta bildo-surfaco.

Ekzistas ankaǔ alia faktoro, kiun necesas konsideri. Stereobildoj devas esti egalaj aǔ malpli grandaj, ol onia okuldistanco, sed neniam pli grandaj, ĉar tiukaze la distanco inter iliaj centroj iĝos pli longa, ol la okuldistanco, do ne eblos spekti ilin samtempe per du okuloj.

Holografia metodo aperigi tridimensian bildon:

La holo-grafia (”plena-desegna”) metodo baziĝas je interfero de ondoj. Unue Dénes Gábor (Dennis Gabor, originala nomo: Günszberg Dénes - 1900-1979) malkovris en 1947 la eblon registri bildon pri objektoj helpe de interfero. Tiutempe li eksperimentis per elektronaj ondoj ene de elektrona mikroskopo. Li ricevis Nobel premion pri fiziko en 1971.

Sed nur en 1960 oni sukcesis krei la unuan fonton de koheraj lumo-ondoj (faskon de lumo-ondoj, kio konsistas el ondoj havantaj la saman fazon sur ajna perpendikla surfaco je la fasko-akso). Fazo estas la amplitudo de ondo en certa punkto sur ĝia propagakso. Tiu generilo de koheraj lumo-ondoj nomiĝas laseraparato, kaj ĝi eligas koheran lumofaskon (laserfaskon).

Por krei hologramon (interfere registritan bildon pri objekto), necesas prilumi la deziratan objekton per lasera fasko tiel, ke la reflektitaj laserondoj atingu lumosensivan surfacon (filmon, fotopaperon), kaj samtempe necesas prilumi tiun lumosensivan surfacon pere de t.n. referenca lumofasko, kohera kaj de sama frekvenco (kutime prenita el la sama lasera fasko helpe de iu duontravidebla spegulo):

La du faskoj, tiu reflektita disde objekto (jam ne plu kohera), kaj tiu rekta el lasero (kohera) interferas sur lumosensiva surfaco, kaj kreas multegajn diversajn, cirklajn striojn de interfero. La rivelita lumosensiva surfaco aspektas plena per cirklaj strioj, kiuj tute ne vidigas la registritan objekton. Tamen ĝi enhavas multe pli multajn informojn pri objekto, ol la tradicia fotografio farita per lensoj. Tiu hologramo havas tre strangan trajton: se ĝi estas tranĉita je multaj pecoj, ĉiu peco kapablas aperigi la tutan registritan objekton (kompreneble, la diserigo suferos je kvalito, kaj la objekto vidiĝos nur el respektivaj vidanguloj).

El tiu trajto konkludeblas, ke ekz. la maldesktra flanko de tiu rivelita fotofilmo ”vidis” la objekton disde maldekstre, dume la dekstra flanko de la fotofilmo ”vidis” la objekton disde dekstre.

Por aperigi la registritan objekton necesas prilumi la hologramon per kohera lumofasko de sama frekvenco al tiu, kiu kreis la hologramon.

Por la modernaj hologramoj, faritaj per konvenaj lumo-ondoj, taga lumo konvenas aperigi la objekton, ĉar ĝi enhavas inter alie ankaǔ tiafrekvencajn ondojn, inter kiuj troviĝas ankaǔ samfazaj (koheraj) ondoj.

La lumo-ondoj, kiuj reflektiĝas desur hologramo al oniaj du okuloj, donas alian bildon por la maldeksra okulo, kaj alian por la dekstra okulo (ili ne reflektiĝas desur la sama loko por ĉiu okulo). Tial la du okuloj vidas du apartajn bildojn, el kiuj en cerbo kreiĝas tridimensia imago.

Holografio kiel nocio jam koncernas al multe pli, ol nur al interfero de lumo-ondoj sur lumosensiva surfaco.

La cerbokirurgo Karl Pribam kaj la kondut-esploristo Karl Spencer Lashley demonstris per eksperimentoj pri vivulaj cerboj, ke certaj informoj ne estas stokitaj nur sur certaj lokoj en cerbo, sed vaste en la tuta cerbo, iom simile, kiel objektoj sur hologramo. Forigante diversajn partojn el cerbo, la stokitaj informoj daǔre restas elvokeblaj, eĉ se iom pli pene. Eĉ pli, ekz. tridimensia imago ne stokiĝas prete tridimensie, sed simile, kiel hologramo, el kiu eblas ekhavi la videblan objekton nur per konvena referenc-radio. Kaze de cerbo, por ĉiu rememor-procezo necesas (plej ofte subkonscie) referenca informo.

Esploroj pri vivuloj, kiuj perdis aǔdkapablon ĉe iu orelo, demonstris, ke post certa akomodiĝ-periodo, ili iĝas kapablaj taksi la direkton de kie venas sonsignalo. Tio eblas nur per ondo-interfero.

La holografia aspekto validas por la tuta univeso, ĉiu subatoma partiklo prezentiĝas ankaǔ ondo-aspekte. La dimensia aspekto prezentiĝas nur por niaj okuloj, kiam ni faras observojn.

La fenomeno hologramo povas prezenti eĉ pli interesan trajton:

Ĝis nun klariĝis, ke hologramo estas registraĵo de ondo-interfero. Ondo-interfero povas okazi ne nur inter elektromagnetaj ondoj (lumo-ondoj), sed ankaǔ inter ajna ondo (sona, masa, gravita, ktp).

Por krei interferon, ĝis nun en la supraj ekzemploj estis uzata reflektita lumofasko disde objekto, kaj kohera lumo-fasko. En la sekva ekzemplo eblos sperti ion nekutiman: raferenca lumofasko povas esti ne nur kohera lumo!

En la suba skizo, lasera lumofasko estas dividita pere de du speguloj je du faskoj, kaj ĉiu fasko pere de plua spegulo prilumas po unu, apartan objekton (A, respektive B).

La du reflektitaj lumofaskoj (ambaǔ jam ne plu koheraj), kiuj venas disde tiuj du objektoj A kaj B, atingas la lumosensivan surfacon, kaj tie interferas.

La rezulto sur la lumosensiva surfaco estas simila, kiel kaze de interfero inter lumofasko feflektita disde objekto, kaj kohera referenca fasko . Sed la hologramon jam ne plu eblas vidigi per kohera lumofasko!

Scivolemuloj povas rajte demandi: kiu el inter tiuj du, disde objektoj reflektitaj lumofaskoj servas kiel objekta lumofasko, kaj kiu servas kiel referenca fasko?

La respondo estas sufiĉe stranga: ambaǔ reflektitaj lumofaskoj povas servi kiel objektaj lumofaskoj, kaj ambaǔ povas servi kiel referencaj! - sed kiel?

Sur lumosensiva surfaco jam staras registrite du objektoj: A kaj B.

La objekton A eblas vidigi nur tiukaze, se la hologramo estas prilumata per la reflektita lumofasko disde la objekto B! Kaj la objekton B eblas vidigi nur tiukaze, se la hologramo estas prilumata per la reflektita lumofasko disde la objekto A! Ambaǔ objektoj registriĝis helpe de ”referenca” lumofasko reflektita fare de la alia objekto! Strange, ĉu ne?

Sed ĉi tiu trajto servas kiel tre bona metodo kompari ŝanĝojn ĉe objektoj post certa uzado. Por tio, oni faras hologramon ekz. pri iu objekto (estu ĝi A) uzante kiel referencan lumofaskon la reflektitan lumofaskon disde iu alia objekto (estu ĝi B). La objekton B oni gardas senŝanĝe ĝis la sekva registrado. Post kiam la objekto A jam estis iom uzata, oni denove registras hologramon pri ĝi helpe de la referenc-objekto B (kompreneble, respektante la originalajn poziciojn). Desur la dua hologramo vidiĝos okulfrape neklare tiuj partoj de la uzata objekto A, kiuj dume ŝanĝiĝis.

Digita hologramo

Por krei hologramon per digita fotilo, necesas apliki similan procedon, kiel por analoga hologramo, sed necesas konsideri la diferencon de diserig-kapablo inter kemia lumosensiva filmo, kaj piksel-matrica lumosensiva surfaco. Diserigo estas la nombro de distingeblaj punktoj je unu milimetro. Pikselo estas la plej malgrand-surfaca, individua, lumosensiva, elektrona elemento, kiu mezuras lumon laǔ intenso kaj frekvenco. La tuto de pikseloj sur piksela matrico formas la lumosensivan surfacon de la digitaj fotiloj (angle: CCD surfaco).

Pikselo estas magnitude pli granda elemento (4-6 µm), ol la ondo-longeco de la videbla lumo:

Por realigi hologramon, la interfero-cirklostrioj devas esti egalaj aǔ pli larĝaj, ol du pikseloj. Por krei tiajn interfero-striojn, la angulo inter referenca fasko kaj la fasko reflektita disde objekto devas esti malpli, ol 2°: