Ausblick Hologramme: Die Technik dahinter und was uns in Zukunft erwartet

Passend zum Start der Auslieferung der HoloLens will ich versuchen euch heute ein bisschen die Hologrammtechnik zu erklären. Der Fokus wird dabei auf der Darstellung und nicht auf der Aufnahme liegen. Außerdem gibt es einen Ausblick was hoffentlich bald Realität wird und wir schauen kurz nach Japan.

Illusionstricks für ein Hologramm

Um die meisten Hologrammprojektoren zu verstehen reicht ein kleiner Ausflug in die Trickkiste von Illusionisten. Die Rede ist von Pepper’s Ghost. Entwickelt und beschrieben wurde dieser Trick schon um 1862 vom englischen Erfinder Henry Pepper.

In vielen Freizeitparks und Gruselhäusern findet Pepper’s Ghost ebenfalls Anwendung.

Der rote Kasten im Bild symbolisiert den sichtbaren Bereich. Den linken Geist, sieht der Betrachter nicht direkt, er sieht nur die Reflektion auf der Scheibe (gelbes Viereck). Dabei ist die Reflektion halbtransparent und scheint mitten im Raum zu stehen. Mit mehreren Scheiben lassen sich so sogar räumlichere Illusionen schaffen.

Vor einiger Zeit wurde das Internet mit Do-It-Yourself Anleitungen für Hologramme auf Smartphone und Tablet überschwemmt. Alle diese Anleitungen basierten ebenfalls auf Pepper’s Ghost, dabei wurde, sogar vier Blickrichtungen abgedeckt. Vorrausgesetzt ein passendes Video war vorhanden.

Da Microsoft sich aus gutem Grund in Schweigen hüllt, was die Darstellung der Hologramme bei der HoloLens angeht, bleiben uns nur Vermutungen übrig. Aber die Bilder und das Teardown-Video der AR-Brille lassen darauf schließen, dass hier im Grunde ebenfalls Pepper’s Ghost spukt. Natürlich deutlich weiterentwickelt gegenüber dem Original. Außerdem werden die Kopfbewegungen registriert und das Bild passend zur Bewegung verändert.

Des weiteren sei noch eine zweite Variante von Hologrammen genannt – Laserhologramme. Dabei wird mit einem Laserstrahl, Linsen und Spiegeln jeder Volumenpixel, auch Voxel genannt, erstellt. Jeder Laserimpuls spielt sich im Femtosekundenbereich (Femtosekunde = 1 billiardstel Sek.) ab. Am jeweiligen Voxel wird die Luft ionisiert und wird kurzzeitig zu Plasma.

Haptische Hologramme

Hologramme wie die des Holodecks aus Star Trek, also mit haptischen Eigenschaften mögen momentan noch Zukunftsmusik sein. Allerdings gibt es momentan zwei Lösungsansätze, die eine haptische Komponente einbauen wollen. Deren Fortschritt ist sogar ziemlich beachtlich.

Zum einen arbeiten Forscher der Universität Bristol an einer Kombination aus Leap Motion Sensoren und Ultraschall. Dieser Ansatz ist sogar momentan der erfolgreichste. Streckt man die Hand nach dem, mit Pepper’s Ghost erstellten, Hologramm aus und “berührt“ es, wird die Hand erkannt und passende Ultraschallimpulse sollen eine Oberfläche simulieren. Dabei wird die Oberfläche nicht fest sein, ihr könnt also immer noch in das Hologramm hineinfassen. Momentan geht es nur um ein haptisches Feedback bei der Interaktion mit dem Hologramm. Die Auflösung reicht aktuell noch für einfachste Formen wie Würfel und Kugeln, allerdings sollen mehr Lautsprecher für eine bessere Auflösung sorgen.

Einen anderen Ansatz verfolgen japanische Forscher.  Hier wird das Hologramm mit Femtosekunden-Lasern aus Plasma erzeugt. Wird nun das Hologramm berührt entsteht eine spürbare Plasmawelle. Momentan sind die erzeugten Hologramme maximal einen Kubikzentimeter groß.

Der Vorteil an diesem Ansatz ist, dass dieses Hologramm von fast allen Richtungen Feedback liefert. Mit Ultraschall ist man immer an die Ausrichtung der Lautsprecher gebunden. Bei haptischen Feedback mit Plasma ist nur der Raum zwischen Hologramm und Linse Tabu, da so das gesamte Hologramm verdeckt wird.

Ihr seht, das vorhin erwähnte Holodeck ist noch ziemlich weit entfernt. Außerdem bleibt die Frage, ob “massive“ Hologramme möglich sein werden.

Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten

Schauen wir zunächst ins deutlich technikbegeistertere Japan, so finden wir dort Miku Hatsune. Diese Kunstfigur ist ein rein synthetischer Star. Bei Konzerten wird Miku mit einem Hologramm, das durch den oben genannten Pepper’s Ghost Trick erstellt wird, dargestellt. Die Stimme stammt dabei aus einem Software Synthesizer.

Die Figur “tritt“ im Manga-Stil auf und sieht aus wie ein Schulmädchen. Miku kommt bei der japanischen Bevölkerung sehr gut an, die Konzerte scheinen eine einzige Party zu sein. Außerdem gewann sie den Seiun-Preis, ein Literaturpreis für Science-Fiction.

Für Interessierte gibt es hier ein Live-Video: Aber Achtung der Sound ist für europäische Ohren gewöhnungsbedürftig.

Mit der selben Technik traten auch schon Tupac und Michael Jackson auf dem Coachella Festival 2012, beziehungsweise 2014 bei den Billboard Music Awards auf.

So haben wir schon eine Anwendung: Die Wiederauferstehung längst verstorbener Stars. Klar gibt es Videoaufnahmen von beispielsweise Tupac, aber jeder Fan würde wohl lieber eine 3D-Projektion eines Konzertes sehen.

Außerdem würden sich Museen wohl über leistungsstarke, große Projektoren freuen. Ich sehe da eine Weiterführung der Dioramen. Puppen und präparierte Tiere sind zwar schön und informativ, aber vor allem für Kinder wäre es ja interessanter, wenn dort etwas passiert. Dies lässt sich ebenfalls mit Hologrammen realisieren. Oder, um den kleinen Jungen zufrieden zu stellen, man stelle sich mal animierte Dinosaurier vor, der Erfolg von Jurassic Park deutet daraufhin, dass solche Projektionen sehr beliebt wären.

Die HoloLens macht es ja mit Skype schon vor: Videotelefonie in Weiterentwicklung. Ich persönlich warte da nur noch auf einen Hologrammprojektor à la Star Wars. Große Videokonferenzen sind da vor allem auch vor dem Hintergrund der Globalisierung kein Problem mehr und niemand muss dauernd auf den Bildschirm schauen.

Fazit

Bis wir Hologramme in Großproduktion und in den meisten Haushalten erleben können, wird wohl noch einige Zeit vergehen. Die HoloLens ist aber ein großer Schritt in diese Richtung.

Ich finde es aber sehr faszinierend und freue mich schon auf den ersten Projektor für daheim. Außerdem bin ich gespannt, welche Technik schlussendlich verwendet wird.

Seid ihr auch auf Hologrammprojektoren gespannt? Welche Anwendungsmöglichkeiten seht ihr noch?

Seid ihr an weiteren Artikeln dieser Art interessiert? Welche Themen wollt ihr erklärt haben?

Dieser Artikel ist teilweise ein Meinungsartikel und muss nicht mit der Meinung der Redaktion übereinstimmen.

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Ultraschall-Hologramm  Plasmahologramm  Bilder: Titelbild Pepper’s Ghost Plasmahologramm