Resumen

Al intentar explicar información compleja, una fotografía o imagen queda limitada al no ser capaz de reproducir todas las características del objeto. Un holograma al ser una representación tridimensional, además de capturar mejor los colores también representa la profundidad lo cual lo hace ideal para esto además de capturar la atención del espectador. Al entender cómo funcionan podremos comprender mejor sus aplicaciones.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Al explicar información compleja, una fotografía o imagen queda limitada porque solo es capaz de reproducir los colores de un objeto.

Un holograma al ser una representación tridimensional, además de capturar mejor los colores también representa la profundidad del objeto, lo cual lo hace ideal para explicar información compleja y para capturar mejor la atención del espectador. Al entender cómo funcionan podremos comprender mejor sus aplicaciones.

Antecedentes

 Efecto Pepper’s Ghost

En 1860, hace más de 150 años, se mostraron en escena los primeros elementos holográficos, gracias a Pepper.

Pepper’s Ghost es un truco ilusorio del siglo XIX. Debido a las propiedades reflectantes del vidrio y, posteriormente, los paneles de plástico especialmente diseñados, así como las láminas de poliéster (dependiendo de la aplicación deseada), los objetos se proyectan virtualmente en el aire desde un lugar invisible para la audiencia, ya sea debajo o al lado de la superficie de presentación. y así aparecer en el campo de visión de los espectadores.

Historia de la holografía

En 1947 Dennis Gabor quien se dedicaba a hacer lentes para microscopios desarrolla la holografía, al intentar capturar la totalidad de la información de una imagen como la profundidad o forma vista de diferentes ángulos. En ese entonces ya se sabía que la luz se puede comportar como una onda. Las ondas pueden sumarse y crear una onda más grande o restarse y crear una onda más pequeña o incluso anularse entre sí, esto se puede ver en algo llamado el patrón de interferencia.

Dennis aprovechó el patrón de interferencia para guardar la información de donde provenía la luz, su idea era hacer interferir un haz de luz plano con un haz de luz que viniera reflejado del objeto del cual se quería guardar la información. Aunque la idea de Dennis era buena tuvo problemas por la tecnología de la época, debido a que para desarrollarlo necesitaba luz coherente, la cual no existe de forma natural.

Este tipo de luz debe oscilar de manera sincronizada y viajar en la misma dirección. No es hasta los años sesenta que Theodor Harold Maiman elabora el primer rayo láser utilizando un rubí y se puede obtener una buena fuente de luz coherente. A partir de ahí se pueden obtener hologramas con buena definición. Todo esto lleva a Dennis Gabor a ganar el premio nobel de física de 1971.

Holograma, proviene del idioma griego en el cual el prefijo holos significa todo, completo y graphos o graphia significa escritura (en este caso escritura de imágenes) que se caracteriza por representar todas las partes del objeto o de lo que se observa independientemente del tipo de superficie en la que se realice. La holografía es una técnica avanzada que permite que a partir de objetos tridimensionales y el empleo de luz, ver al objeto desde diferentes ángulos.

El término holograma se usa normalmente para hacer referencia a un tipo de fenómeno del ámbito visual o de la fotografía mediante el cual el tratamiento que recibe una imagen respecto de la luz hace que parezca tridimensional por contar con varios planos al mismo tiempo.

Una fotografía solo es capaz de reproducir los colores de una única escena, pero un holograma codifica tanto el brillo como la fase de cada onda de luz. Esa combinación ofrece una representación mucho más fiel de los colores y de la profundidad de una escena, generando así no solo color, también textura.

Su visualización es sencilla, ya que no se precisan gafas especiales para verlo, y hay diferentes tipos de proyectores de hologramas que se adaptan a cada elemento para lograr los resultados más realistas.

Objetivo

Dar a conocer el funcionamiento de los hologramas 3D.

Demostrar para que se utilizan los hologramas 3D en la vida diaria.

Justificación

Los hologramas me parecen muy interesantes los vemos en películas y videojuegos, así que quería saber cómo funcionan, cómo se hace para ver todos los lados y la profundidad de una imagen así como también para que se utilizan.

Hipótesis

Si se conoce el funcionamiento de los hologramas 3D, entonces podremos comprender mejor para que se pueden utilizar.

Método (materiales y procedimiento)

Investigación documental

Técnicas de generación de hologramas

Las últimas investigaciones se han centrado principalmente en crear un holograma que sea verdaderamente en tercera dimensión, ya que aún no se cuenta con una técnica tan eficaz como para no depender de la ilusión de profundidad. Lo que difiere a una técnica de otra, es la forma en la que se captura la imagen que se requiere, así como los materiales que se deben emplear para su proyección

Técnica por software

Esta técnica consiste en generar una imagen o un video, mediante un software de modelado 3D. La proyección de estos hologramas, por lo regular, son proyectores o monitores. Primeramente, se captura un modelo físico de cualquier objeto, mediante cámaras en distintas posiciones, esto con el fin de tener una imagen base para montar el diseño final del holograma.

Modelos de partículas 

Esta técnica consiste en la generación de imágenes mediante partículas de aire calentado. La imagen, generada por un proyector o un láser, es reflejada por estas partículas, produciendo una imagen en tercera dimensión. Dado a que es un reflejo de la imagen proyectada, el holograma se muestra a color.

Generación de hologramas por reflexión óptica 

Esta técnica es la más común en la proyección de hologramas. Normalmente se requiere de una pantalla plana, aunque también se puede emplear un proyector o un monitor de computadora plano. Las imágenes se reflejan en un medio traslúcido y reflejante dispuesto en forma de pirámide. Se requiere necesariamente que el medio cumpla con estas características, dado que el ojo percibe que el holograma está dentro de la pirámide. Si el material solamente es reflejante, únicamente se observa un reflejo en cada lado de la pirámide, sin que el holograma tenga un volumen aparente.

Aplicaciones de los hologramas

Si bien la holografía es bien conocida por las escenas de ciencia ficción. También tiene muchas aplicaciones en diversas áreas, tales como:

• Telecomunicaciones
• Educación
• Navegación
• Mercadotecnia
• Medicina
• Conciertos y espectáculos

Investigación Experimental

Para comprender mejor el funcionamiento de los hologramas se construirá un proyector de hologramas utilizando la técnica de reflexión óptica mediante un prisma o también llamada una pirámide holográfica.

Materiales

• Hoja de acrílico 3mm
• cinta adhesiva 
• cutter
• regla
• marcador
• tablet
• cartón
• madera
• silicon

Procedimiento

1.- Se calculó el tamaño de la pirámide utilizando estas medidas de referencia, al tratarse de una tablet se necesitaba una medida más grande pero sin modificar el ángulo.

Las medidas se multiplicaron por 3 y así conservó el mismo ángulo, lo que dio como resultado, las siguientes medidas.

2.- Con las medidas de la pirámide se trazó y cortó el patrón en cartón.

3.- Con el patrón listo se trazó en el acrílico ayuda de un adulto, se procedió a cortar el acrílico con cutter.

4.- Con las piezas cortadas se utilizó cinta adhesiva para unirlas y pegarlas. Es importante que el ángulo de la pirámide quede lo más exacto posible o la ilusión no se apreciara bien.

5.- Para sostener la tablet y la pirámide se construyó una base.

6.- Por último, se puede ver el proyector terminado proyectando uno de los hologramas.

Galería Método

Resultados

Al finalizar se obtuvo un proyector holográfico funcional y se comprende su funcionamiento,  los diferentes tipos de hologramas y tecnologías existentes,

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Al concluir el proyecto, comprendí que son los hologramas, cómo funcionan, técnicas y las aplicaciones que hay en la actualidad. En especial me llamó la atención que también puede ser utilizado como herramienta educativa, lo cual lo hace muy interesante.

Bibliografía

Rodríguez J., Mora M., Sánchez N., (2018), Holografía Piramidal con animaciones en 3D,Revista Iztatl Computación, (Año 7 Núm. 13), 48 – 55 https://ingenieria.uatx.mx/docs/RevistaIztatlComputacionNo13.pdf#page=55

Ballesteros E, Gonzalez J. Jasso J. (2016), Diseño de Sistema Holográfico para Conferencias y Presentaciones, [Tesis de Licenciatura, Instituto Politécnico Nacional] https://tesis.ipn.mx//jspui/bitstream/123456789/22232/1/Tesis-Curricular-Hologramas.pdf

Mangold M., Pepper’s Ghost – the innovation from the 19th century, Magic Holo https://magic-holo.com/en/peppers-ghost-the-innovation-from-the-19th-century/

Museo de la Luz, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM),

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography