2019年5月3日 星期五

全像攝影 Holography

全像術(英語:Holography),又稱全像投影、全像3D,是一種記錄被攝物體反射(或透射)光波中全部訊息(振幅、相位)的照相技術。

全像的光源是雷射光,主要是雷射光擁有相同波長特性。各個不同角度的光,碰觸到同一物體後,會重疊或是抵銷,因為波長相同,若振幅相同波峰會相加。同時,第二束被稱為參考光的光線也照射在記錄媒介上,這樣,兩束光發生了干涉。這些都會在感光片上以密度的形式留下痕跡。

用於記錄全像攝影的干涉條紋的感光片必須擁有足夠的解析度,以使干涉條紋可以分辨出來。例如,角度是45°,光波的波長為0.5微米,那麼條文的間距大約是0.7微米,也就是1400線/毫米。也就是說,感測元件必須小於微米,μm(微米)等級。

傳統底片顆粒太大(大於光波長),並不適合全像攝影。適合全像攝影的底片,除了少見難取得外,定影過程複雜且含毒性都讓人卻步。

近年來,網路販賣Litiholo,內附特殊材料可省去定影動作,讓全像攝影變的簡單可行。(EBAY價格約2619,但不寄送台灣)。DIY的過程(連結)(連結)(連結)(連結),若真拿到Litiholo,應該可以按圖索驥完成。

右方是雷射光源,中間是物體,左側是感光片,一般來說還會有片鏡子

因為膠片已經記錄所有資訊,如果使用與參考光相同的光線照射膠片,就會在膠片上產生繞射,而繞射的光場和物體散射的光場相同。因此,觀察全像術的相片就會有看到當時拍攝物體的錯覺,儘管物體其實並不在那裡,仿佛物體就在那裡一樣。而且通過不同的方位和角度觀察相片,可以看到被拍攝的物體的不同的角度,因此記錄得到的像可以使人產生立體視覺。

更神奇的是,由於全像術中每個點都包含了原始場景的光線的資訊,從原理上說,整個場景可以通過任意小的一部分全像術膠片上還原出來。為了展示這個概念,可以將全像相片分成若干部分,通過每個部分都可以觀察到整個的物體。很像佛教一沙一世界概念,若再深究,物理中提到的弦理論也是如出一轍,但那是另外領域了。

既然底片能儲存光波訊息,數位相機可以嗎?答案是肯定的,可以參考筆記文章DHM(連結)。

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