Holografía digital, indispensable para el futuro de la medicina y la astronomía
La holografía digital es un método de grabación de la información tridimensional con el uso de cámaras digitales. Esta tecnología ya se usa ampliamente y en un futuro será indispensable en muchas áreas, desde la medicina hasta la astronomía. Sputnik News te cuenta cómo es la holografía digital en la actualidad y cómo será en el futuro.
Principios físicos de la holografía
La holografía es una técnica de grabación de la información sobre un objeto y la reconstrucción de su aspecto en forma tridimensional por registrar no solo la amplitud de la luz —como se hace en la fotografía— sino su fase también.
La grabación de hologramas se realiza por captar la amplitud sumaria de dos haces de luz: el haz de objeto —reflejado por el objeto o pasado a través de este— y el haz de referencia. Si estos haces son coherentes, interfieren. Como consecuencia, se forma una imagen captada por fotosensores.
"Un desarrollo de la holografía digital empezó hace poco tras la aparición de cámaras digitales de alta calidad. Mientras, ya se consiguieron varios resultados impresionantes", explica el empleado de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia, Pável Cheriomjin.
Tendencias globales
La holografía digital permite crear la visualización tridimensional de objetos y escenas. Para observar tales imágenes no son necesarias gafas especiales o una posición especial del observador. Ahora están diseñándose pantallas 3D que hacen posible visualizar imágenes de alta calidad. Según los científicos, las imágenes holográficas de color se aproximarán próximamente a las fotografías por calidad de reproducción de color.
La impresión holográfica 3D es un área prometedora. La imagen se divide en proyecciones, posteriormente se realiza la impresión de cada proyección bajo el control de programa.
Se desarrollan rápidamente áreas de la holografía digital que se usan en investigaciones científicas y aplicadas: la microscopía holográfica y la interferometría holográfica.
Además, la holografía digital ya se usa ampliamente en:
• La visualización médica y biológica,
• En sistemas de codificación, transmisión y almacenamiento de datos,
• Así como permite mejorar la protección de productos, signos monetarios y tarjetas bancarias.
Avances conseguidos en Rusia
Muchas universidades y empresas llevan a cabo hoy investigaciones en el ámbito de la holografía.
Por ejemplo, en la MEPhI hay un sistema de grabación dinámica, transmisión y demostración óptica en tiempo real de hologramas con una resolución superior a dos millones de píxeles. Este sistema permite reproducir escenas y objetos grabados en banda óptica e infrarroja.
Actualmente, para transmitir un vídeo holográfico es necesario un canal con un ancho de banda de un Gbit/s como mínimo, por eso las tecnologías de transformación y compresión de hologramas digitales son muy importantes. La MEPhI trabaja enérgicamente en esta dirección. En mayo de 2019 se presentó un método de compresión de la información holográfica en centenares de veces.
Otra dirección importante es mejorar la calidad de la imagen óptica de escenas 3D de hologramas grabados. El Instituto de Tecnologías de Láser y Plasma de la MEPhI desarrolla métodos para mejorar la imagen óptica de hologramas real o visualizada en el ordenador con el uso de moduladores de luz multigraduados de cristal líquido y binarios de alta velocidad y de microespejos.
La holografía se usa no solo para almacenar la información, sino también para protegerla. Los científicos de la MEPhI diseñan hoy sistemas de codificación de datos con el uso de imágenes grabadas como hologramas en calidad de clave de codificación.
Otra dirección importante de investigaciones es el reconocimiento de objetos. En los dispositivos de reconocimiento suelen usarse hoy solo indicadores de espacio. Hace poco se propuso en la MEPhI un método de reconocimiento por forma e indicadores de banda simultáneamente que se usa por ejemplo en sistemas de orientación espacial o para identificar especies biológicas.