Голография занимает отнюдь не последнее место в нашей жизни, хотя чаще
всего мы даже не замечаем её присутствия. Из некой экзотической области
науки она превратилась в предмет повседневного использования - как
метод защиты товаров, способ идентификации и т.д. Но из всего
разнообразия применений этой технологии человек чаще всего вспоминает
именно искусство. Существуют целые галереи трёхмерных картин, но до сих
пор нет такого направления, как голографическая анимация. Это может
показаться странным, ведь, к примеру, с момента изобретения фотоплёнки
до появления первого кинофильма прошло не так много времени. А
современные машины вообще позволяют создавать миры, которых никогда не
было в реальности.
Для создания голограмм придумано немало материалов, разработаны
детальные методики съёмки объектов и сцен, а лазеры стали настолько
качественными и дешёвыми, что появилась возможность создания
любительских голограмм (правда, не самого лучшего качества). При
определённых финансовых затратах можно даже попытаться снять
какую-нибудь коротрометражку. С отображением отснятого контента
тоже проблем нет - все технологии давно отработаны. Наиболее
распространены сейчас так называемые голографические дисплеи, которые
ещё несколько лет назад были в диковинку. Они отличаются размером
диагонали - от 17″до 40″, заключены в довольно массивные ящики и
способны выводить изображения размером до 30 см на расстояние до
полуметра. Одним из самых известных производителей таких штук является
компания Provision. Правда, их продукция больше используется для
получения вау-эффекта, каких-то более менее заметных достижений по
части развития направления голографии в искустве, они не породили.
Очевидно, что голограммы, выводимые на дисплей, предварительно
просчитываются. Но вот именно с рендерингом анимированных голограмм
приемлимого качества в режиме реального времени до сих пор и не
совладали. В чём же дело?
Для начала надо обратиться к физической сущности голографии. Что
представляет собой голограмма, отснятая, например, на фотопластинку?
Это не набор точек, в каждой из которых содержится кусочек информации о
некой области реального предмета (как в обычной фотографии). Внутри
голограммы запечатлена интерференционная картина некой области
пространства, в которой находился снимаемый объект. При просвечивании
голограммы (или отражении от неё) мы увидим тот свет, который отражался
бы от запечатлённого на ней объекта. Любая голограмма обладает одним
очень удивительным на первый взгляд свойством. Если мы разрежем её на
несколько частей и просветим какую-нибудь из них лазером, то мы всё
равно увидим целый объект (а не его часть), пусть и в худшем качестве.
(Если разрезать обычную фотоплёнку, то по каждому кусочку никак нельзя
будет получить полное изображение объекта!) То есть в каждом “пикселе”
голограммы содержится информация обо всём объекте сразу. Таким образом
при рендеринге голограммы для каждой точки мы должны просчитать картину
интерференции всего объекта. (При обычном рендеринге фильма типа “Шрек”
мы просчитываем каждый пиксель, не обращая внимания на все остальные.)
Нетрудно догадаться, что это занятие требует огромных вычислительных
мощностей. Для рендеринга в реальном времени нам необходимо либо
использовать очень мощные кластеры, либо… придумать какой-либо
специализированный вычислитель для такого рода задач.
Автор: Игорь Осколков