Todos alguna vez hemos soñado con ver los dinosaurios, o tal vez visitar las pirámides de Egipto o incluirnos en una escena de nuestra película favorita. La ciencia se ha desarrollado gracias a estos “sueños”, que en libros y películas se llaman Ciencia y ficción. Hoy ya existe esta tecnología, y pronto podremos hacer realidad esos sueños gracias a los hologramas.
¿Qué es un holograma?
La Real Academia Española señala que un holograma es “la técnica fotográfica basada en el empleo de la luz coherente producida por el láser”.
Un holograma es una imagen tridimensional basada en el empleo de la luz. Para mostrar dicha imagen se utiliza un rayo láser que graba microscópicamente una película fotosensible. La interferencia que se produce entre dos haces de luz coherentes hace posible que la luz de uno de estos se reflecte en el objeto. Esta, al recibir una luz puntual desde la perspectiva adecuada, proyecta una imagen en tres dimensiones.
¿Cuándo surgen los hologramas?
El primer holograma fue un tren, y se hizo en 1962.
La teoría de la holografía fue creada por el físico británico de origen húngaro Dennis Gabor en 1947; y recibió por ello el premio Nobel de Física en 1971. En la década de los 50 se publicaron unos cuantos artículos sobre el tema, sin embargo sólo se consiguieron imágenes pequeñas y borrosas.
Los investigadores perdieron el interés al no obtener resultados óptimos cuando aplicaban el método al microscopio electrónico. Además la etapa de reconstrucción del holograma era imperfecta.
El método de Gabor genera un holograma en eje cuya calidad es pobre debido al solapamiento de la imagen virtual y la imagen real o conjugada. Al contemplar la imagen virtual o la real siempre aparece la otra imagen desenfocada como fondo. En 1955, y luego de investigar varios montajes ópticos para minimizar el efecto de la imagen conjugada, Gabor abandonó sus investigaciones sobre holografía.
Sin embargo, fueron Emmett Leith y Juris Upatnieks, de la Universidad de Michigan, quienes, tras la invención del láser en 1960, produjeron el primer holograma en 1962. Para ello utilizaron el láser para captar con su luz coherente la imagen holográfica de un tren de juguete. Quedó así:
Leith y Upatnieks crearon este holograma de transmisión al exponer una placa fotográfica en blanco y negro a la luz láser reflejada en un modelo de tren de juguete. La imagen se reconstruye en tres dimensiones cuando la luz láser coherente brilla a través del cristal.
Cuando mostraron este holograma en una conferencia en abril de 1964, otros científicos se alinearon para ver su avance. “Toy Train” no fue el primer holograma que se hizo en el mundo en sentido estricto. Sin embargo la calidad de la imagen sorprendió a todos, y así se convirtió en el primer holograma que muchas personas pudieron ver públicamente.
Leith y Upatnieks desarrollaron el método del haz de referencia fuera del eje, que es el más utilizado actualmente. Esto permitió hacer hologramas de objetos sólidos por luz reflejada.
A Benton se le acredita el desarrollo del holograma de arcoíris. Puesto que se puede copiar masivamente y verse con luz blanca incoherente, se constituyó en el tipo más común de los hologramas. Los hologramas de arcoíris han aparecido en la portada del National Geographic y en millones de tarjetas de créditos como un elemento persuasivo de falsificación.
Ejemplos de dispositivos holográficos
Cheoptics 360
El dispositivo “Cheoptics 360” desarrollado por las empresas viZoo y Ramboll es un sistema de vídeo holográfico. Es un proyector de vídeo formado por una pirámide invertida que es capaz de generar imágenes tridimensionales dentro de su espacio de proyección. La imagen proyectada se ve totalmente en 3D desde cualquier ángulo de observación. Hay proyectores en cada extremo del aparato que se combinan para generar la imagen en el centro dando una sensación de total realismo al espectador. Se pueden proyectar imágenes desde 1,5 hasta 30 metros de altura con cualquier condición lumínica ambiental (interior o exterior).
Heliodisplay
El Heliodisplay es una tecnología creada por la empresa IO2Technology que reproduce hologramas en 2-D sin utilizar un medio físico como una pantalla. Permite proyectar una imagen estática o en movimiento en el aire con una cierta calidad, de unas 27 pulgadas, sin requerir medios alternativos como humo o agua. Puede ser utilizado en cualquier entorno sin instalaciones adicionales.
Se puede describir el dispositivo como una caja que se puede enchufar a un conector USB, a una fuente de vídeo o de imagen como puede ser un DVD o un ordenador personal, por ejemplo. Utiliza aire normal para funcionar. Lo que hace es convertir las propiedades del reflejo del aire. El aire es capturado, convertido instantáneamente y vuelto a expulsar. La imagen se proyecta sobre el aire convertido.
Otra característica importante es que la imagen generada es interactiva. Vale decir que la sensación de la imagen que se proyecta no es totalmente tridimensional. La sensación 3D sólo es frontal, ya que vista de lado la imagen se ve plana.
MARK II
Es un proyecto de vídeo holográfico que se está desarrollando en el Massachusetts Institute of Technology (MIT) por un grupo de investigadores dirigidos por el profesor S. Benton.
El sistema se basa en la construcción de las imágenes mediante una exploración conjunta de varios haces láser cuya amplitud se modula en concordancia con las franjas de interferencias del holograma calculado previamente. La exploración se realiza mediante un conjunto de moduladores optoacústicos que barren diferentes franjas horizontales de la imagen. Se pueden presentar imágenes de 150 x 75 x 150 mm, con un ángulo de visión horizontal de 36 grados. Es capaz de mostrar una imagen por segundo.
MARK III
El sistema denominado Mark III es una evolución de los dispositivos holográficos desarrollados por el MIT durante la década de los 80. Los sistemas anteriores eran muy complejos y voluminosos y necesitaban hardware especializado para generar la señal de vídeo. El objetivo del proyecto es el de desarrollar un sistema de visualización holográfico de ámbito doméstico. Formará imágenes monocromáticas en 3D con unas dimensiones similares al cubo de Rubik.
Interactive 360° Light Field Display
Es un dispositivo de vídeo holográfico desarrollado en conjunto por Sony, Fake Space Lab y la Universidad del Sur de California, presentado en el SIGGRAPH 2007.
Utilización de los Hologramas
Debido a que los hologramas son muy difíciles de falsificar, los mismos se han utilizado en billetes, tarjetas de crédito, licencias para conducir, pasaportes y otros documentos y certificados relativos al gobierno. Por ejemplo:
- En los Estados Unidos, hay hologramas de alta seguridad en las licencias para conducir de muchos estados. También en estampillas postales y en una gran variedad de documentos y certificados relativos al gobierno. Todos los nuevos pasaportes cuentan con un holograma.
- Desde 1994 hay un holograma en cada tarjeta VISA® y MASTER CARD®.
- En un billete de cinco euros, en la banda plateada situada en el lado derecho del anverso, aparece el holograma de Europa (personaje de la mitología griega), del símbolo €, de una ventana y del valor del billete. Esta banda complica mucho las cosas a los falsificadores.
- Algunos museos utilizan hologramas de objetos delicados y valiosos para sustituir a los originales. Este es el caso del Hombre de Lindow, una momia de más de 2300 años, que se encuentra bien conservada en una cámara del Museo Británico de Londres. Sin embargo, su holograma está expuesto tanto al público como a investigadores para estudiarla.
- El circo alemán Circus Ronacalli, invirtió más de medio millón de dólares en 2019 para prescindir del uso de animales reales, y ofrecer una nueva experiencia con fauna digital. Para lograrlo combinaron alrededor de 11 proyectores láser de máxima calidad, lentes de largo alcance y grupo de diseñadores para hacer aparecer una serie de animales capaces de ejecutar cualquier tipo de acrobacia sobre el escenario.
- En 2019 la compañía Hypervsn presentó en el CES celebrado en Las Vegas, una versión holográfica de una de las escenas de la película “Regreso al futuro II”. La representación recreó el momento en el que la figura de un tiburón gigante, se abalanzaba sobre el personaje de Martin McFly.
- Hatsune Miku es la primera cantante holograma. Este tipo de holograma funciona como una imagen 3D que se puede ver sin lentes.
Además de estos usos, actualmente se están desarrollando grandes proyectos para la utilización de los hologramas en la ciencia y el entretenimiento. Una muestra de ello son los siguientes avances tecnológicos.
- Los hologramas para el diagnóstico médico (Publicado el 21/8/2017): Esta tecnología emplea un hardware óptico muy simple y un microscopio sin lente. A través de algoritmos, ayuda a reconstruir muestras de tejido mediante imágenes. Esta técnica basada en hologramas supondría una ayuda para que pacientes de zonas alejadas tuviesen acceso a pruebas diagnósticas para otros más accesibles. El método ha sido desarrollado por Aydogan Ozcan, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Ucla y director asociado del Instituto NanoSistemas de California, y por Rajan Kulkarni y profesor asistente de Medicina y Dermatología de la Escuela de Medicina David Geffen de la Ucla.
- Científicos japoneses crean hologramas que se pueden tocar (Publicado el 08/01/2016): La máquina Haptoclone permite generar hologramas de objetos reales que reaccionan al tacto humano. También es capaz de mover el objeto original de acuerdo a cómo lo hace su versión holográfica. Actualmente, científicos de la universidad de Tokio se encuentran desarrollando una máquina que permite que las personas puedan sentir e interactuar físicamente con hologramas generados por este instrumento futurista. Este permitirá no solo tocar el objeto o persona holográfica, sino también mover su versión digital y, con ello, mover al objeto original también.
- Teatro de títeres con hologramas(03/01/2018): Una pieza breve para todos los públicos en la que una mágica coreografía de marionetas holográficas nos cuenta la historia de Hakan y su aventura por los mundos oníricos para recuperar la luz que ha perdido. Holoqué es la compañía responsable de este obra que combina las artes escénicas con la tecnología.
Para finalizar les dejo un video de algunos hologramas. Espero halla sido de su agrado y aprendieran un poco más sobre la historia y utilización de los hologramas.