Holografische video komt eraan

Alle ingrediënten voor het bewegende hologram zijn er nu. Dankzij een nieuw type plastic en een razendsnelle laser.

Het schermpje waarop het nieuwe hologram geprojecteerd werd. Embargoed for release: 3-Nov-2010 at 1800 GMT -- RESTRICTED TO EDITORIAL USE - NOT FOR MARKETING OR ADVERTISING CAMPAIGNS - MANDATORY CREDIT AFP/NATURE MAGAZINE/NORMA JEAN GARGASZ/UNIVERSITY OF ARIZONA Handout photo released on November 3, 2010 shows a refractable holographic image of an F-4 Phantom Jet created with the new 3-D telepresence system. Optical scientists said on November 3, 2010 they had taken an important step nearer towards 3-D holographic video, a technology with innumerable outlets in entertainment, conferencing, telemedicine and advertising. Holographic images that 30 years ago were static can now be updated in "quasi real time," according to the research carried out at the University of Arizona in Tucson. Holograms are created by shining a laser on an object, whose image falls on a photosensitive screen. AFP PHOTO / NATURE MAGAZINE/NORMA JEAN GARGASZ/UNIVERSITY OF ARIZONA AFP

In Star Wars was het dertig jaar geleden heel gewoon dat bewoners van planeten driedimensionale kopieën van zichzelf op andere planeten lieten verschijnen als ze even wilden bijkletsen.

Twee jaar geleden, tijdens de verkiezingsavond in de Verenigde Staten, deed verslaggeefster Jessica Yellin hun trucje na. Omgeven door een blauw aura verscheen haar ‘kopie’ in een studio in New York, terwijl Yellin zelf gewoon in Chicago stond. „Ik sta in de sporen van prinses Leia uit Star Wars”, zei ze. Alleen: het was slechts slim camerawerk, op die verkiezingsavond.

Een echte 3D-afbeelding van iemand naar, bij wijze van spreken, de andere kant van de wereld sturen, dat is héél wat anders. Binnen afzienbare tijd is het wél mogelijk. Onderzoekers uit de groep van Nasser Peyghambarian van de universiteit van Arizona in de Verenigde Staten schrijven vandaag in Nature dat zij alle benodigde ingrediënten hebben gevonden. Zij bewijzen dat met een systeem waarin ze 3D-afbeeldingen van gezichten en van een modelvliegtuigje vrijwel zonder vertraging van A naar B sturen.

Het hart van dat systeem is een enorm ingewikkeld plastic, dat Peyghambarian en zijn collega’s ontwikkelden. De elektrische eigenschappen ervan, en de manier waarop het op licht reageert, zijn zo gunstig dat een laser er telkens razendsnel een ‘hologram’ op kan schrijven.

Zo’n hologram is, net als in een digitale camera, opgebouwd uit pixels, die de onderzoekers ‘hogels’ noemen. Elk ervan bevat, gecodeerd, informatie over het 3D-beeld vanuit verschillende perspectieven gezien (zie ook fotobijschrift).

Die 3D-informatie haalden Peyghambarian en collega’s met desktopcomputers uit de beelden die zestien camera’s vanuit zestien standpunten op locatie A maakten. Ze verstuurden de 3D-informatie vervolgens via een ethernetverbinding naar locatie B waar een laser er onmiddellijk het hologram mee schreef. Binnen drie seconden leek er uit het plastic scherm een levensecht hologram van een vliegtuigje of hoofd op te rijzen.

Als je in de toekomst zo’n plastic scherm plat op tafel legt, zou je artsen rond een ‘virtuele operatietafel’ mee kunnen laten kijken met een operatie in een ver ziekenhuis, zo suggereerde Peyghambarian tijdens een persconferentie. En je kunt het systeem gebruiken voor videoconferenties waarbij het bijna lijkt alsof je elkaar kunt beetpakken.

Er moet dan nog wel wat verbeterd worden. Voor vloeiende bewegingen is videosnelheid nodig: dat wil zeggen dat de ‘hologrammen’ ongeveer dertig keer per seconde moeten worden ververst. Nu gebeurt dat eens per krap drie seconden – als in een diaserie, zeg maar.

In de demonstratiefilmpjes hadden voorwerpen en gezichten ook maar één of twee kleuren: oranje, geel of groen bijvoorbeeld. En het schermpje was klein: zo’n 10 bij 10 centimeter. Genoeg voor een gezicht, maar veel te klein om een heel mens af te beelden.

Het zal nog zo’n zes jaar vergen om de techniek te verfijnen en commercieel bruikbaar te maken, schat Peyghambarian. Fundamentele natuurkundige doorbraken zijn daarvoor niet nodig. Met bestaande lasertechnologie kunnen hologrammen in principe met videovaart geschreven worden en ook het plastic verdraagt volgens hem videosnelheid. De extra computerkracht om 3D-camerabeelden steeds vliegensvlug om te zetten in schrijfinstructies voor de laser, zal volgens hem evenmin een obstakel vormen.

Het fijne aan deze teleholografie is natuurlijk dat voor het bekijken van de hologrammen geen speciale brilletjes nodig zijn. Bovendien doemen de beelden niet alleen op als je recht voor het scherm zit, maar tonen hologrammen vanuit alle mogelijke hoeken het juiste 3D-beeld. Artsen zouden dus in een kring om die eerder genoemde virtuele operatietafel kunnen staan.

Peyghambarian ziet nog een andere toepassing: de 3D-informatie voor het hologram gewoon uitrekenen op basis van een ontwerp. Vliegtuig- of auto-ontwerpers zouden op die manier razendsnel virtuele 3D-modellen kunnen maken en desgewenst in een handomdraai de ramen, deuren of andere onderdelen in hun hologram kunnen vervangen.

Hoe zat dat dan, ten slotte, met Jessica Yellin tijdens de verkiezingsnacht? Die leek toch ook levensecht? Maar dat was trucage. Ze werd in Chicago gefilmd tegen een groen scherm, net zoals bij weermannen gebeurt. Alleen stond dit scherm 360 graden rondom en werd Yellin met zestig camera’s onder alle hoeken opgenomen. Daarna werd in het groen de achtergrond van de New Yorkse studio gemonteerd. Weermannentechniek 2.0, dus, maar géén tele-aanwezigheid.