Holographische Folientechnologie

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Holographische
Folientechnologie
“
2
Diplom Nebenthema
SS 2010
Design for manufacturing
Dipl.Ing. M. Eichhorn
Ralph Schneider
Matr.Nr: 11031987
Versicherung
4
Versicherung
Hiermit versichere ich,
dass ich die Arbeit - bei einer Gruppenarbeit den entsprechend
gekennzeichneten Anteil der Arbeit - selbstständig angefertigt
habe und keine anderen als die angegebenen und bei Zitaten
kenntlich gemachten Quellen und Hilfsmittel benutzt habe.
Ort, Datum
Unterschrift
Köln International School of Design
5
Inhalts verzeichnis
1
1.1
1.2
2
2.1
2.2
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.4
2.4.1
2.4.2
2.5
2.5.1
2.6
3
3.1
3.2
3.2.1
3.3
3.3.1
3.3.2
3.4
3.4.1
6
Einleitung:
Aus der Anmeldung
Vorwort
Grundlagen Hologramm und Holographie?
Annäherung
Kerndefinition Hologramm
Physikalische Grundlagen
Licht
Kohärentes Licht
Beugung von Wellen (Difraktion)
Interferenz
Übertragung auf die Holographie
Hologramm-Arten:
Distribution der Bildinformation in der Fläche
Ableitungen in der Holographie:
Die menschliche Wahrnehmung:
Sieben Dimensionen der räumlichen Wahrnehmung
Raumwahrnehmung bei Hologrammen
Hologramme in der Anwendung
Geschichte der Holographie
Der Markt
Ableitungen:
Industrielle Herstellungstypen von Folien-Hologrammen
Oberflächen-Strukturhologramme
Volumenhologramme
Hologrammtypen und deren Anwendung
Sicherheitshologramme
3.4.2
3.4.3
3.4.4
3.4.5
3.4.6
3.4.7
4
4.1
4.1.1
4.1.2
4.1.3
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.3
4.3.1
4.3.2
4.4
5
5.1
6
7
Virtuelle holographische Oberflächen (VHO)
Holographisch Optische Elemente HOEs
Smart Hologramms
Aktive Computer Generierte Holographie (aktiv CGH)
Wiederbeschreibbare Hologramme
Hologramme als Raumbildmedium
Ableitungen für die Produktgestaltung:
Aktuelle Einschränkungen
Farbgenauigkeit
Lesewinkel
Datenmenge
Die Gestaltung von mehr Produktwert:
Schein-Raumgestaltung:
Grenzfläche:
Mögliche Orte des Raumbildes
Dominante Farbwelt:
Anwendungsideen:
Markenschutz Add-On
Robuste, energieschonende Interaktivität
Beherrschung eines neuen Mediums:
Trends und Bedürfnisse in der Konsumgüterindustrie
Vision
Fazit
Abbildungsverzeichnis
7
1 Einleitung
1.1 Aus der Anmeldung
Schlagworte:
Funktionsweise, Abgrenzung gegen Konkurrenztechnologien, Einsatzmöglichkeiten, Produktgestaltungs DNA
Beschreibung:
Holographische Folien sind dünne transparente Folien
mit einer photoaktiven Schicht in die sich ein Scheinraum
oder sogar ein bewegter Scheinraum belichten oder anders gesagt programmieren lässt.
Holographische Folien manipulieren, nach Ihrer Belichtung, Licht.
Ähnlich realer, optisch wirksamer Körper lassen sich damit gerichtete Lichtstrahlen wie mit Spiegeln und Linsen
lenken und die Lichtfarbe durch Beugung ändern. In der
kombinierten Nutzung von Lenken und Beugen stellen
holographische Folien unter anderem eine mögliche Technologie zur Erzeugung von dreidimensionalen Bildern und
Filmsequenzen dar.
Die Einsatzmöglichkeiten scheinen vielfältig, neue Herstellverfahren haben die Darstellungsqualität erhöht. Bis
heute konnte diese Technologie keinen Durchbruch feiern
und bezogen auf die Darstellung von dreidimensionalen
Bildern und Filmen stehen bereits Konkurrenztechnologien in den Läden.
Eine Untersuchung soll die Gestaltungsmöglichkeiten im
By trying to address some of the key issues of holography today we are putting
ourselfes in the Position of the Essayist, wo around, tried to encompass the
cultural meaning of photogaphy. Kac, Eduardo 1993
8
Scheinraum und der Folie selbst behandeln und betrachten, ob es Produktgestaltungsfelder und Benutzerlebnisse gibt, die nur durch holographische Folien ermöglicht
werden oder durch deren Einsatz einen gestaltbaren
Nutzungsvorteil erhalten, die nicht bereits durch Konkurrenztechnologien abgedeckt werden.
Da der Umgang mit holographischen Folien in der Produktgestaltung neu ist und wir holographische Bilder
nur von früher als 3D Bilder im Museum zur Darstellung
von historischen Köpfen oder Insekten kennen, und es
des weiteren Visionen gibt, die sich nicht mit den realen
Randbedingungen von holographischen Folien verbinden
lassen, soll anschließend ein erster Entwurf eines Gestaltungskatalogs erzeugt werden, der Produkt-Designern als
Anleitung und realistische Inspirationsquelle dienen soll.
“
01 „Wo bis Du Edison?“ von Ingo
Maurer, Katalogabbildung (1)
(1) Vgl. Catalogues - ingo-maurer-2007-2008 - ingo-maurer (2010), s.70. On-
line verfügbar unter http://pdf.archiexpo.com/pdf/ingo-maurer/ingo-maurer2007-2008/9512-10317-_71.html, zuletzt geprüft am 30.05.2010.
9
1 Einleitung
1.2 Vorwort
03 Google Street View
Box „Holodeck“ (3)
Star Wars, Star Trek, Buck Rogers, Minority Report - wir
sind Kinder einer Science Fiction Gesellschaft. Einerseits
waren und sind Science Fiction für deren Erzeuger bereits
erste Simulation neuer Möglichkeiten. Es sind Lebensalternativen in denen auch neue Handlungs- und Produktkonzepte erprobt werden können, die vielleicht bereits
schon theoretisch machbar sind, deren Machbarkeit aber
nicht direkt nachgewiesen werden muss. Gleichzeitig ist
es wohl eine der frühen Formen des zurzeit oft verwendeten Begriffs Crowd-Sourcing. Viele Wissenschaftler,
Entwickler und Gestalter sind durch Science-Fiction
Medien geprägt. Noch Jahrzehnte nach Erscheinen sind
die Entwicklungspipelines der Unternehmen und Institute
durch die Ideen in den Filmen geprägt.
Das Holo-Deck in StarTrek, die Projektion von Prinzessin Leia in Star Wars und die Darstellung des positiven
Benutzererlebnisses bei der Nutzung von physischem und
visuellen Raumillusionen, hat in uns die Frage geweckt,
ob und wie so etwas erzeugt werden kann. Dieses Benutzererlebnis wurde im Film und im Laufe der Zeit mit dem
Begriff Hologramm verbunden, siehe Bildbeschreibung
Quellennachweis. Doch ist die Begriffsverknüpfung die
richtige? Sind das Hologramme?
02
Holo-Deck Skizze (2)
04 Szenenbild aus „Star Wars“ -
Projektion von Prinzessin Leia (4)
(2) holodeck-ed.jpg (2007). Online verfügbar unter http://www.ex-astris-scientia.org/treknology/holodeck-ed.jpg, zuletzt aktualisiert am 30.11.2007, zuletzt geprüft am 30.05.2010.
10
(3) ioholodeckio2009.jpg (2009). Online verfügbar unter http://lh3.ggpht.com/_ p8NxWphdg3g/Sh16Gvff VSI/AAAAAAAABcA/DQ f FDQEPMbM/ioholodeckio2009.jpg, zuletzt geprüft am 30.05.2010.
(4) hologram_starwars.jpg (2009). Online verfügbar unter http://static.myce.com/images_news/userimages/hologram_starwars.jpg, zuletzt aktualisiert am 23.06.2009, zuletzt geprüft am 02.06.2010.
05 Darstellung aus AVATAR (5)
Am 29. Dezember steht im Internetartikel des Stern
„Hollywood will nicht mehr flach sein“ (6) .
Seit dem Start des Kino Blockbusters AVATAR rollt die
3D Welle. Es war der erste 3D Film, der im vollen Umfang weltweit in 3D veröffentlicht wurde und nachhaltig
als erfolgreiches Projekt gelten darf. Durch neue digitale
Technologien konnte eine präzise Doppelbildprojektion
(Stereoskopie) ermöglicht werden, die beim Betrachten
weniger Anstrengung und ein geringeres Übelkeitsgefühl
durch Gleichgewichtsirritationen verursacht. Sony hat für
AVATAR eine neue Kamera entwickelt mit der die zwei
notwendigen Aufnahmen erstellt werden können (vgl.(7)).
War Anfang 2009 die Idee von räumlichen Bildern noch
eine Randerscheinung und geprägt von Dokumentarfilmen
so ist nun die Darstellung räumlicher bewegter Bilder in
der breiten Masse der ersten Welt angekommen. Wenige
Monate nach dem Kinoerfolg von AVATAR folgen nun 3D
Entertainment-Produkte für den heimischen Bedarf. Die
Vision von „Holo-Deck“ und „Prinzessin Leia Projektion“
scheint in die Nähe des Machbaren zu rücken. Ungefähr
ab dem 24.Mai 2010 war in den Blogs zu lesen, dass
SONY, anlässlich der Bewerbung um die Fußballweltmeisterschaft für das Jahr 2022 und damit zwölf Jahre
von Heute, holographische Fußballspielprojektionen auf
den Rasen der Stadien aller Länder ermöglichen will.
Um das Geschehen nicht 3D stereoskopisch sondern 3D
holographisch wiedergeben zu können, werden nicht zwei
sondern 200 Kameras das Geschehen festhalten und
vielleicht ebenso viele Projektoren in jedem Stadion die
Bilddaten projizieren.
(5) avatar_movie_3d_ poster.jpg (2009). Online verfügbar unter http://www.fullhalloween.com/blog/wp-content/uploads/2009/12/
avatar_movie_3d_ poster.jpg, zuletzt aktualisiert am 29.12.2009, zuletzt geprüft am 02.06.2010.
(6) „Avatar“ - das Comeback der 3D-Technik: Hollywood will nicht mehr flach sein - Digital | STERN.DE (2009). Online verfügbar unter http://www.stern.de/digital/homeentertainment/avatar-das-comeback-der-3d-technik-hollywood-will-nicht-mehr-flach-sein-1529910.html, zuletzt aktualisiert am 23.12.2009, zuletzt geprüft am 02.06.2010.
(7) „Avatar“ - das Comeback der 3D-Technik: Hollywood will nicht mehr flach sein - S.2 - Digital | STERN.DE (2009). Online verfügbar unter http://www.stern.de/digital/homeentertainment/2avatar-das-comeback-der-3d-technik-hollywood-will-nicht-mehr-flach-sein-1529910.html, zuletzt aktualisiert am 23.12.2009, zuletzt geprüft am 02.06.2010.
11
06 16 Projektoren erzeugen eine autosvtereoskopische, volumetrische Filmsequenz (8)
12
(8) 3dtv.jpg (2009). Online verfügbar unter http://www.merl.com/projects/images/3dtv.jpg, zuletzt aktualisiert am 16.01.2009, zuletzt geprüft am 02.06.2010.
Das Mitsubishi Research Lab zeigt bereits im Jahr 2008
einen Aufbau, der 16 Parallelsequenzen verarbeitetet.
Der Aufbau zeigt sehr deutlich, dass wir hier noch einen
weiten Weg der Miniaturisierung vor uns haben, den die
Medienindustrie wohl beschreiten wird.
Wo liegt aber der Unterschied? Was ist 3D? Was ist Holographie? Beide Begriffe sind zurzeit Sinnbild für die Darstellung von räumlichen Bildern oder Filmen, vereinfacht
gesagt, die Illusion eines plastisch erfahrbaren Raumes
der über die bloße Oberflächlichkeit eines Bildes, Fotos
oder Displays hinaus geht.
Im weiteren Verlauf der Recherche wurde sehr deutlich,
dass Holographie ein Technologiefeld beschreibt, während
3D in einer Kurzschreibweise ein Ergebnis beschreibt, das
drei-dimensionale, räumliche Wahrnehmungserlebnisse
des Betrachters von Medien und Gegenständen also Artefakten in den Raumachsen X,Y und Z wiedergibt.
Dieses Erlebnis steht, wie im weiteren Verlauf der Arbeit
erkennbar, mit der Holographie in Verbindung. Es gibt
große Überschneidungsbereiche. Es kommen aber auch
völlig andere Technologien zum Einsatz, um eine (teilweise) räumliche Wahrnehmung beim Menschen hervorzurufen, die sich nicht der Holographie bedienen. Ebenso verhält es sich mit der Holographie und den
Hologrammen selbst. Hologramme können auch, wie im
weiteren Verlauf der Arbeit zu lesen, räumliche Bilderwahrnehmungen erzeugen, aber dies ist nur ein Teilbereich der so genannten Schlüsseltechnologie Holographie
im Allgemeinen und der Folien basierten Holographie im
Speziellen.
Abweichende Begriffsbedeutung – Naturwissenschaft und
Markt
Im Sinne der Produktgestaltung darf, trotz der durch
Physiker erzeugten Grunddefinition was Holographie ist,
der Konsument und seine Bedürfnis- und Sprachwelt nicht
außer Acht gelassen werden. Wenn die breite Masse der
Konsumenten – also einige Millionen – die volumetrische
Projektion von Prinzessin Leia in Star Wars, das stereoskopische Filmerlebnis von „Avatar“ im Kino oder die
Lentikular-Wackelbilder auf Postkarten als Hologramme
bezeichnen, kann dies gut oder schlecht sein. Durch die
behutsame Nutzung der bestehenden Erwartungshaltungen des Konsumenten kann theoretisch die Holographie
behutsam in existente Märkte eingeführt werden, ohne
dass große Marktentwicklungsmaßnahmen notwendig
werden. Es kann sich aber auch herausstellen, dass sich
aktuelle Benutzergewohnheiten und –zukunftswünsche,
die im Markt heute mit „Hologramm“ belegt sind, durch
aufkommende Alternativtechnologien befriedigen lassen,
ohne dass die Holographie zum Einsatz kommt oder nur
in einer Form, dass sie zwar faktisch ein Hologramm dar
stellt, vom Konsumenten als solches aber nicht verstanden wird und nicht kommuniziert werden kann.
Es stellt sich die Frage, ob und wie sich die Innovationstechnologie Holographie und das Konsumentenverständnis verknüpfen lässt und ob nicht nur das Wort Holographie sondern auch die Technologie einen Mehrwert für
Produkte und Hersteller in Zukunft darstellen kann.
Wo werden sie heute und wahrscheinlich morgen eingesetzt?
Was kann Produktdesign im Umfeld leisten und wie kann
er sie erfolgreich einsetzen?
13
2 Grundlagen: Hologramm und Holographie
2.1 Annaeherung
Ein Hologramm ist das Produkt der Technologie Holographie. Während „-graphie“ und „-gramm“ den Prozess des
Aufzeichnens und das Produkt die Aufzeichnung bezeichnet, bedeutet „Holo-„ oder „holos“ ganz oder vollständig.
Die Begriffe wurden durch den Erfinder und Nobelpreisträger Dennis Gabor geprägt, der gerade seinen 110ten
Geburtstag gefeiert hätte.
07 Google-Doodle anlässlich des 110
Geburtstags von Denis Gabor (9)
Er war eigentlich auf der Suche nach einem Weg zur Optimierung der Mikroskopie und erfand dabei zwischen 1947
und 1948 die Holographie(vgl.(10)).
Holographie wird oft als eine Art Fotographie beschrieben, die die Fähigkeit besitz nicht nur die visuelle Realität als zwei dimensionale, flächige Projektion abzubilden, sondern auch seine dritte Dimension festhält und
wiedergibt. Könnte also gesagt werden, ein Hologramm
sei Fotographie 2.0?
08 Dennis Gabor (11)
(9) Minor, Jens; Herbert, Pascal; Kühn, Tobias: Google Doodle: Denis Gabor - GoogleWatchBlog. GoogleWatchBlog. Online verfügbar unter http://www.googlewatchblog.de/2010/06/05/google-doodle-denis-gabor/, zuletzt geprüft am 05.06.2010.
(10) Saxby, Graham (2004): s.16; Practical holography. 3. ed. Bristol: Inst. of Physics Publ.
(11) 21076-050-E15FE4EE.jpg (JPEG-Grafik, 1156x1600 Pixel) - Skaliert (53%). Online verfügbar unter http://media-2.web.bri-
14
tannica.com/eb-media/76/21076-050-E15FE4EE.jpg, zuletzt geprüft am 04.06.2010.
“
„Bekanntlich sehen wir nicht mit den
Augen, sondern mit dem Gehirn.“ RomeroTejedor
09 Original Augen-Hologram aus
den 70ern von „holocraft“ (14)
Das würde nicht weit genug führen. Ein Hologramm kann
Lichtmanipulationen erzeugen, die in ihrer Summe wenig
gemein haben mit anderen Medien. Alleine die Eigenschaftsprofile von Fotographie und der Holographie als
bildgebendes Medium zeigen kaum Deckungen.
Auf die Andersartigkeit der Holographie und den Fehler
des Vergleichs mit der Fotographie spricht auch Peter Zec
in der Zeitschrift „Interferenzen“ 1993 an. „Von der Fotografie unterscheidet sich die Holographie nicht nur
allein durch die Möglichkeit, Dinge räumlich abzubilden. Vielmehr
basieren beide Verfahren auf grundsätzlich anderen Prinzipien.
Handelt es sich bei der Fotografie um eine perspektivische Linsenabbildungsmethode, so stellt die Holographie ein wellenoptisches Interferenzverfahren dar, das vollkommen auf die abbildende Funktion
einer Linse verzichtet. Daraus erklärt sich zugleich ein wesentlicher
Unterschied bezüglich der Anwendung beider Verfahren. Es macht
jedenfalls keinen Sinn, beide Medien konkurrierend miteinander zu
vergleichen, da keine gleichen funktionstechnischen Voraussetzungen
hierfür gegeben sind (…). (12)“
Dieser eintretende Vergleich ist aber schon fast ein Automatismus, da unser Mechanismus der Erkenntnisgewinnung immer auf dem Gelernten beruht und diese nutzt,
um das sinnlich erfahrbare zu interpretieren.
Romero-Tejedor trifft die Aussage:
„Bekanntlich sehen wir nicht mit den Augen, sondern mit dem
Gehirn. (13)“
Wenn hier im Rahmen der Arbeit die Holographie im
Sinne von Design betrachtet werden soll, so stellt sich
das Problem, dass alles sinnlich Erfahrbare und von der
Holographie Erzeugte, auf Regeln beruht die nicht intuitiv
gelernt sind, jedoch mit bereits gelernten Erfahrungen
automatisch assoziiert werden. Wie soll das Neue erfasst
und eingesetzt werden, wenn unser Gehirn konstant Vergleiche mit Gelerntem zieht, Holographie aber radikal mit
diesem Gelernten bricht ohne dass es visuell alle Facetten
seiner Andersartigkeit kommuniziert? Bei der Evaluierung
des Nutzungsraums der Holographie muss, durch einen
paranoischen Blick und ein ständiges Hinterfragen gegen
den bestehenden Erfahrungsschatz angekämpft werden.
Nur dann kann der Einsatz von Hologrammen in Produkten über die Nutzung als 3D Bild hinauswachsen.
Ein Verstehen der Grundlagen der Holographie hilft den
Kreativraum des Machbaren aufzuspannen und zu präzisieren.
(12) Interferenzen Nr.2/3-93.html (2010). Online verfügbar unter http://www.holonet.khm.de/Holographers/DGH/text/Interferenzen/Interferenzen_2393.html, zuletzt aktualisiert am 02.06.2010, zuletzt geprüft am 02.06.2010.
(13) Felicidad Romero-Tejedor: Zeit gestalten. Zur Semiologie Roland Barthes, in: Öffnungszeiten, Nr. 17/2003, Seite:34
(14) Cullen, Gary (2010): Eyemaster.jpg. Online verfügbar unter http://api.ning.com/files/W2XSEk5xdMl*5fg7-4yvwDaKrncQwpHCP6A031pvyqil1L8gnSw7mxUajLvg5FnX/Eyemaster.jpg, zuletzt aktualisiert am 08.05.2010, zuletzt geprüft am 03.06.2010.
15
2 Grundlagen: Hologramme und Holographie
2.2 Kerndefinition Hologramm
11 einfaches Computer gene-
riertes Interferenzmuster (15)
Was macht Holographie zu etwas besonderem?
Was ist also ein Hologramm?
„Rein physikalisch betrachtet, handelt es sich bei einem Hologramm
nicht um ein Bild, sondern um einen optischen Speicher, mit dem es
möglich ist, nahezu jede beliebige optische Wirkung zu simulieren.
Es sind die besonderen Wirkungsweisen des Lichts und nicht die
materielle Realität der Dinge, die sich mittels der Holographie wie
mit keinem anderen Medium zuvor aufnehmen und rekonstruieren
lassen.(16)“
Denn einfach ausgedrückt ist eine Hologramm nur ein
gesteuertes, mathematisch kalkulierbares Interferenzmuster.
Es ist die aufgenommene Transformation von sich überlagernden, so genannten kohärenten Lichtbündeln und
deren Dateninhalten. Es hat die Eigenschaft gerichtetes
Licht so zu steuern, dass die enthaltenen Daten der vorher abgespeicherten Licht-. Raumsituation in der Flucht
zwischen der projizierten Fläche und Empfänger rekons-
truiert, wieder abgespielt werden. Wenn der Mensch mit
seinen Augen den Empfänger darstellt, kann sein Gehirn
ohne weitere Hilfsmittel ein volles, räumliches, visuelles
Abbild, z.B. ein Raumbild wahrnehmen. Es kann z.B. eine
volle, absolut nahtlose, volumetrische Darstellung eines
Gegenstandes im Raum sein. Eine beliebige Umlenkung
des Lichtes und Aufladung auf dessen Weg mit Bild-/
Farb- und Rauminformationen kann in der Flucht zwischen Hologrammfläche und Sensor (z.B. Auge) wiedergegeben werden.
All das erzeugt ein Interferenzmuster welches fuer den
Betrachter unsichtbar bleibt.
Wie ist das moeglich?
(15) Cortical Cafe (2007). Holo_letterA_4m_RealBin2.gif. Online verfügbar unter http://www.corticalcafe.com/Images/Holo_
letterA_4m_RealBin2.gif, zuletzt aktualisiert am 15.09.2007, zuletzt geprüft am 03.06.2010.
(16) Holonet (2010). Interferenzen Nr.2/3-93.html, Online verfügbar unter http://www.holonet.khm.de/Holographers/DGH/text/Inter-
16
ferenzen/Interferenzen_2393.html, zuletzt aktualisiert am 02.06.2010, zuletzt geprüft am 02.06.2010.
(17) Stadt Braunschweig (2009). PhaenoIAV.JPG, Online verfügbar unter http://www.braunschweig.de/politik_verwaltung/fb_institutionen/staedtische_ gesellschaften/bsmportal/presseinfos/PhaenoIAV.JPG, zuletzt aktualisiert am 16.03.2009, zuletzt geprüft am 03.06.2010.
12 Sehr großes Computer
generiertes Display Holo-
gramm von syn4D 2007 (17)
17
2.3 Physikalische Grundlagen
Holographie basiert auf einer Anzahl grundlegender physikalischer Effekte, die in ihrem Zusammenspiel radikal
andere Herangehensweisen, zur Nutzung und Manipulation von elektromagnetischen Wellen ermöglichen.
Dabei sind die Elemente Licht, Interferenzmuster und der
Empfänger die wichtigen Elemente im System.
(18) Crowell, Benjamin (2009): Optics (online version). three-models-of-light.png, Online verfügbar unter http://www.lightandmatter.
com/html_books/5op/ch01/figs/three-models-of-light.png, zuletzt aktualisiert am 10.12.2009, zuletzt geprüft am 03.06.2010.
(19) Wikimedia (2006). 2006-01-14_Surface_waves-2.jpg, Online verfügbar unter http://upload.wikimedia.org/wikipedia/
18
commons/7/75/2006-01-14_Surface_waves-2.jpg, zuletzt aktualisiert am 17.03.2006, zuletzt geprüft am 03.06.2010.
13 Lichtmodelle (18)
14 Eine einfache Wasserwelle (19)
16 Das Spektrum elektromagnetischer Wellen (21)
2.3.1 Licht
Licht bildet in allen Fällen der Bildgebung das Transportmittel für die Daten zwischen Datenspeicher und
Empfänger.
Radiowellen und Licht gehören zur Klasse der elektromagnetischen Wellen. Es sind Transversalwellen, die
sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten und quer zur
Ausbreitungsrichtung schwingen.
Die Holographie beruht, im Gegensatz zur klassischen
Optik, dabei nicht auf dem Modell das Licht als Strahlen
beschreibt, die reflektiert, gebrochen und absorbiert
werden, sondern auf dem Modell, dass Licht Wellen sind,
die sich im Raum vergleichbar mit Radio-, Wasser- oder
Schallwellen ausbreiten.
Während Radiowellen Wellenlängen im Meter bis Kilometerbereich besitzen, kann der Mensch diese Wellen
als farbiges Licht zwischen 380 und 780nm (vgl. 22) mit
Hilfe seiner Augen wahrnehmen.
15 Schematische Darstellung elekt-
romagnetische Transversalwellen (20)
(20) Haist, Tobias (2007): S.46, Optische Phänomene in Natur und Alltag. Online verfügbar unter http://www.optipina.de/optipina.pdf, zuletzt aktualisiert am 05.01.2007, zuletzt geprüft am 09.06.2010.
(21) Freistetter, Florian (2010). 2000px-Electromagnetic_spectrum_c.jpg, Online verfügbar unter http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/01/18/2000px(22) Vgl. Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik. DIN 5031-7:1984-01 (1984). Berlin: Beuth (Deutsche Normen).
19
2.3.2 Kohärentes Licht
Für die Erzeugung von präzisen Hologrammen ist monochromatisches, kohärentes Licht notwendig, schematisch
in Abb. 17 dargestellt. Es ist ein Licht dessen räumlicher
punktueller Ursprung, Frequenz und Phasenlage über
Zeitperiode und Strahlweite möglichst konstant bleibt.
Dieses wird bereitgestellt durch den Laser, der am 18.
Mai 1960 vor 50 Jahren seine Geburt feierte.
Fifty years ago, on May 16, the first functioning laser was switched
on at the Hughes Research Laboratories in California. Constructed
by engineer and physicist Theodore Maiman, this first Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation device used a pink
synthetic ruby rod to generate its powerful beam of light.(24)
Neben anderen bahnbrechenden Anwendungen waren
hiermit nun die ersten klaren Hologramme, Jahre nach
der Entdeckung der Holographie selbst, möglich. War
ein Laserstrahl früher nur „rot“ gibt es sie heute in
verschiedenen Farben, wie im Versuchsaufbau Abb.18 zu
sehen. Ein weiterer Meilenstein war die Erfindung der
Laser-Diode 1988, die die Erzeugung von kohärentem
Licht entscheidend vergünstigte und miniaturisierte.
17 3D-Falschfarbendarstel-
lung von monochromatischem
kohärentem Licht (23)
18 RGB-Laseranordnung (25)
(23) Helmholz Institut (1999): vl38g.GIF, Online verfügbar unter http://www.helmholtz-berlin.de/media/media/spezial/people/schiwietz/html/vl38g.GIF, zuletzt aktualisiert am 12.06.1999, zuletzt geprüft am 04.06.2010.
(24) Dougherty, Kerrie (2010): Making light work: 50 years of the Laser « Powerhouse Museum Object of the Week. Online verfügbar unter http://www.powerhousemuseum.com/collection/blog/index.php/2010/05/making-light-work-50-years-of-the-laser/, zuletzt aktualisiert am 16.05.2010, zuletzt geprüft am 09.06.2010.
20
(25) GEO (2010): 004_ popup.jpg. Online verfügbar unter http://www.geo.de/div/image/60297/004_ popup.jpg, zuletzt geprüft am 04.06.2010.
19 Aufbau einer Laserdiode
in einem Laserpointer (26)
Im Aufbau zur Erzeugung eines Hologramms werden
die notwendigen Lichtstrahlen durch Aufteilung eines
Strahls erzeugt, so bleibt die Kohärenz untereinander
gewahrt. Der Laserstrahl ist des Weiteren zur Erzeugung
präziser Interferenzmuster, polarisiert. Bei der Aufnahme des Hologramms führt die Kohärenz
des Laserstrahls dazu, dass genaue Rückschlüsse auf
die räumlichen Manipulatoren z.B. Objekte im Weg des
Objektstrahls möglich sind, da die Welleneigenschaften
des Ursprungslichts bekannt sind. Die Präzision der
Eigenschaften führt dazu dass die nachfolgend beschriebenen Effekte der Beugung und der sich anschließenden
Interferenz mit trennscharf aufgezeichnet und genutzt
werden können.
20 Regenbogenholo-
gramm als Ohrring (27)
Für das Sehen von Hologrammen ist nicht zwingend ein
Laserstrahl notwendig. Wichtig ist, dass das Licht zum
Rekonstruieren des Hologramms gerichtet ist, sonst
erscheint das Bild verschwommen.
Das Hologramm kann unterschiedlich auf die Summe der
im Tageslicht oder der im Kunstlicht enthaltenen Lichtstrahlen reagieren. Oft entstehen Regenbogeneffekte
im Hologramm. Diese können hilfreich sein, weisen eine
kontrastreiche Luminanz auf, sind aber selten schön,
wegen ihrer brillanten Farbenpracht für das west-europäische Geschmacksempfinden im besten Fall „fröhlich“
oder doch einfach nur kitschig. (26) Klippstein, Don (2002): l54-101.gif. Online verfügbar unter http://members.misty.com/don/l54-101.gif, zuletzt aktualisiert am 15.05.2002, zuletzt geprüft am 05.06.2010.
(27) Abbildung erzeugt durch Ralph Schneider
21
2.3.3 Beugung von Wellen (Difraktion)
Dieser Regenbogeneffekt beruht auf der Entmischung
der im weißen Tageslicht enthaltenen Wellenlängen.
Trifft Tageslicht oder Licht mit einem kontinuierlichen
Spektrum auf eine hinreichend kleine Struktur, die
der Wellenlänge das Lichtes nahe kommt, so treten
Regenbogeneffekte auf. Die verschiedenen im Licht
enthaltenen Wellenlängen werden an den Strukturen
unterschiedlich stark gebeugt. Es kommt zum Regenbogeneffekt.
Im Falle einer CD und deren mikroskopisch kleinen
Oberflächenstrukturen, die im Nanometer Bereich liegen, ist dies ebenfalls als Regenbogen wahrnehmbar.
Die Farbabfolge bei der Beugung ist im Gegensatz zur
Lichtbrechung, die bei Dichtesprüngen des Lichtdurchtrittsmediums z.B. Luft nach Wasser oder Glas entsteht,
genau umgekehrt.
Anders sieht der Beugungseffekt im Falle von monochromatischem Licht aus, aus einem Laserstrahl entstehen
genau drei Beugungsstrahlen.
21 Beugung von Licht, Beispiel optischer Datenträger (28)
22 Beugung eines monochromatischen Lichtstrahl am Spalt(29)
(28) Flickr (2006): 223169683_ f6984ec687_o.jpg. Online verfügbar unter http://farm1.static.flickr.com/77/223169683_
f6984ec687_o.jpg, zuletzt aktualisiert am 23.08.2006, zuletzt geprüft am 03.06.2010.
(29) Barakitty (2008): Diffraction_of _laser_beam_on_ grating.JPG. Online verfügbar unter http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5a/
22
Diffraction_of _laser_beam_on_ grating.JPG, zuletzt aktualisiert am 10.03.2008, zuletzt geprüft am 04.06.2010.
2.3.4 Interferenz
23 Interferenzmuster un-
24 Beugung am Spalt (31)
25 Beugung und Interfe-
endlich vieler Wellen (30)
Wenn zwei Wellen sich überlagern kommt es zur Interferenz. Die Wellen können sich, je nach Phasenlage
verstärken oder auslöschen. Im normalen Tageslicht ist
dies nicht wahrnehmbar da es aus einem chaotischen
Wellenmuster besteht.
Treffen aber einige wenige, kohärente Wellen aufeinander, so sind sehr gut die entstehenden Muster der
Interferenzen in Form von Verstärkung und Auslöschung
erkennbar. In Abbildung 24 ist sehr gut sowohl die
Beugung der Wellen als auch die sich anschließende
Interferenz zu sehen.
renz an einem Objekt (32)
Dieser Effekt tritt nicht nur an einem Spalt sondern auch
an der Grenzfläche von Objekten auf, so dass Objekte,
die im Weg eines Lichtstrahls liegen, das Licht an den
Objektgrenzflächen beugen. Im weiteren Abstand treten
wieder Interferenzen auf. Die beiden Kanten verhalten
sich wie die Erzeuger von zwei zueinander kohärenten
Wellen, die bei Überlagerung ein Interferenzgitter erzeugen.
(30) Bienchen333 (2007): wasser_wellen.jpg. Online verfügbar unter http://fotowettbewerb.hispeed.ch/original/349587/kleine_wellen/wasser_wellen.jpg, zuletzt aktualisiert am 06.08.2007, zuletzt geprüft am 09.06.2010.
(31) Welt der Physik (2010): 20081217_Beugung _Lyon.png. Online verfügbar unter http://www.weltderphysik.de/_img/article_large/20081217_Beugung _Lyon.png, zuletzt aktualisiert am 20.05.2010, zuletzt geprüft am 03.06.2010.
(32) SGHA (2008): diffraction.jpg. Online verfügbar unter http://www.sgha.net/articles/diffraction.jpg, zuletzt aktualisiert am 12.07.2008, zuletzt geprüft am 04.06.2010.
23
2.3.5 Übertragung auf die Holographie
26 Schematischer Aufbau zur Überlage-
rung zweier Lichtbündel nach Fresnel (33)
In der Holographie werden diese Effekte nun genutzt.
Ein Laserstrahl wird zu Objekt- und Referenzstrahl
aufgeteilt und mit Linsen aufgeweitet. Bei Überlagerung
dieser beiden Laserstrahlen ergibt sich ein regelmäßiges
Interferenzmuster.
Beim Einbringen von Gegenständen, Hindernissen,
Linsen oder allgemein Manipulatoren in den Weg des
Objektstrahls wird dieser durch Interferenzbildung verändert.
Das neue Interferenzmuster aus Objektstrahl und Referenzstrahl wird komplexer. Es speichert nun, zusätzlich zu den beiden bekannten Lichtdateninhalten, die
räumliche Gestalt, Oberflächen und intrinsischen optisch
relevanten Materialeigenschaften der Manipulatoren ab.
27 Beugung eines monochromatischen Lichtstrahl am Spalt(34)
24
2.4 Hologramm-Arten:
Wird der Referenzstrahl nach der Entwicklung wieder auf
das Hologramm gerichtet, entsteht eine Bild-Lichtstrahl,
der sich verhält, als ob Objektstrahl und Manipulator
noch vorhanden wären.
Dabei sind zwei Hauptklassen von Hologrammen im
Markt vertreten, Transmissions- und Reflektions-Hologramm.
28 Schematische Darstellung
Transmissionshologramm Auf-
nahme und Rekonstruktion (35)
Transmissions-Hologramme werden auch Fresnel-Hologramme genannt. Zur Rekonstruktion des Bildstrahls ist
der gleiche Lichtstrahl wie bei seiner Herstellung von
Vorteil. Andernfalls kann es zu Regenbogeneffekten
kommen. Es eignet sich sehr gut als holographisches,
optisches Element, indem zum Beispiel eine Linse in den
Objektstrahl eingebracht wurde.
Reflektions-Hologramme werden auch als Denisyuk- oder
Lippmann-Hologramme (Aufbau weicht geringfügig von
einander ab) bezeichnet. Sie sind meist einfacher zu
erzeugen, besitzen eine gute Leuchtkraft und Kontrastierung. Durch eine besondere Anordnung der Interferenzgitter, sind Reflektionshologramme auch tageslicht- oder
weißlichttauglich. Sie benötigen zur Rekonstruktion nur
gerichtetes Licht. Sie lassen sich als vollfarbiges, vollplastisches Display-Hologramm benutzen.
29 Schematische Darstellung
Erzeugung und Rekonstruktion
30 RGB Reflektionshologramm und Figur(36)
eines Reflektionshologramm (36)
(37) Ulibarreña, Manuel (2009): hgr007.jpg. Online verfügbar unter http://wordpress.holographer.net/wp-content/uploads/2007/04/
hgr007.jpg, zuletzt aktualisiert am 07.06.2009, zuletzt geprüft am 05.06.2010.
25
2.4 Hologramm Arten
2.4.1 Distribution von Bildinformation
Durch die Eigenschaft der Erzeugung mehrerer Peaks bei
der Beugung des Lichts am Spalt, kann „einem“ Punkt
auf dem Interferenzmuster kein direkter „einer“ Punkt
im Raum zugewiesen werden. Dies führt dazu, dass
bei der Teilung eines Hologramms, dessen materielle
Teilstücke wiederum fast das gesamte Bild, nun aber in
schlechterer Qualität, wiedergeben.
31+32 Holgramm-Puzzle
von Ligh-Fantastic (38,39)
2.4.2 Ableitungen in der Holographie
Eine Sonderform stellen Hologramme dar, die von der
Seite durch das Material, ähnlich einem Lichtleiter,
angestrahlt werden. Die Herstellung ist komplex, und
es kommt schnell zu mehrfachen Regenbogeneffekten.
Nachdem es Anfang 2000-2004 einige Veröffentlichungen dazu gab, wird diese Art der Beleuchtung nicht mit
Energie weiterverfolgt.
Multiplexing:
Hier wird die Bildfläche ähnlich einer Lentikularlinse in
Streifen unterteilt. Jeder Streifen wird mit einem Einzelbild belichtet. Das Auge nimmt jedes Einzelbild auf
der gesamten Bildfläche wahr. Mit Hilfe dieser Technik
lassen sich im Gegensatz zu Lentikularlinsen bis zu 1000
Bilder in einer Oberfläche abbilden. Diese werden, wie
von Lentikular-„Wackelbildern“ bekannt, durch die Kopfoder Lichtrepositionierung abgespielt. Es lassen sich
Filmsequenzen von einigen Sekunden Länge dadurch ab-
speichern. Es entsteht kein „ghosting“, d.h. es werden
keine Bilder an das falsche Auge abgegeben. Die Bilder
können voll RGB und vollplastisch sein.
Hier sei bereits angemerkt, das heute in Bezug auf die
industrielle Anwendung von Hologrammen ein starker
Trend hin zu computergenerierten Hologrammen (CGH)
besteht. Dazu können alle notwendigen Bild-, Licht-,
Raumdaten in den Rechner geladen oder dort erstellt
werden.
Die Freiheitsgrade und die Nutzung sämtlicher Lichtmanipulationsmethoden sind hier zugänglich.
Dabei ist die zu verarbeitende Datenmenge für ein
hochwertiges Hologramm immens groß. Ein Hologramm
enthält viel mehr Daten als z.B. ein Bild. Hologrammfolien können heute bis zu 200.000 dpi. besitzen.
(38) Collection - Light Fantastic (2008): Marilyn2.jpg. Online verfügbar unter http://www.jrholocollection.com/collection/images/lightfantastic/Marilyn2.jpg, zuletzt aktualisiert am 05.03.2008, zuletzt geprüft am 04.06.2010.
(39) Collection - Light Fantastic (2008): Marilyn.jpg. Online verfügbar http://www.jrholocollection.com/collection/images/light-
26
fantastic/Marilyn.jpg, zuletzt aktualisiert am 05.03.2008, zuletzt geprüft am 04.06.2010.
Regenbogenhologramme:
Zur Erzeugung einer stärkeren Leuchtkraft bei Tageslicht wurden Regenbogenhologramme erfunden. Diese
sind aber ihrer vertikalen Raumwirkung beraubt. Da die
Augen vor allem in horizontaler Richtung Räumlichkeit
(durch die Parallaxe) wahrnehmen, ist dies meist ein
guter Kompromiss zur Erzeugung günstiger, meist durch
Prägen vervielfältigter Reflektionshologramme für Dekoroder Sicherheitsanwendungen.
(40) Erzeugt durch den Autor
33 Regenbogenhologramm
als Kellog’s Beilage(40)
27
2.5 Die menschliche Wahrnehmung:
34 Wirkkette zwischen Licht, Ob-
jekt, Auge und Gehirn (41,42,43)
Im Rahmen der Arbeit und der Holographie trifft die
räumliche Darstellungsfähigkeit von Hologrammen auf
besonderes Interesse. Auch wenn die Eigenschaften
von Hologrammen viele wichtige Aufgaben erfüllen, der
Wow-Effekt tritt vor allem dann auf, wenn Menschen
qualitativ hochwertigen Hologrammen gegenüberstehen und sogar die Hand nach dem imaginären im Raum
schwebenden Objekt ausstrecken. Dabei sind es nur
Lichtstrahlen, die durch ein Interferenzgitter manipuliert
wurden.
Die menschliche Wahrnehmung so könnte behauptet
werden „spielt dem Betrachter einen Streich.“
Wie kommt diese Wahrnehmung zustande, und welche
Mechanismen der Raumwahrnehmung gibt es?
Die visuelle Wahrnehmung besteht dabei immer aus
einer Wirkkette. Licht strahlt auf ein Objekt,
welches dieses mit Daten versieht, das Auge wird angeregt, gereizt, die Reize werden in elektrische Impulse
transformiert, die im Gehirn zu einem Empfinden führen.
Das Sehzentrum im Hirn unterteilt seine Wahrnehmung
in mehrere Kategorien:
•
•
•
•
Farbe
Objekt- und Raumtiefe
Form und Gestalt
Bewegung
35 Schema Anatomie Sehappart (44)
(41) Clemeur, Simone (2008): „Auge.jpg“. URL: http://www.simone-clemeur.de/privatehp/Auge.jpg [Stand: 06. Juni 2010].
(42) Bruhn, Matthias (2007): „Sonne_knall.JPG“. URL: http://roridula.ro.funpic.de/Fr%FChling%20in%20Bayern/Sonne_knall.JPG [Stand: 06. Juni 2010].
(43) Streetball.com (2009): „yao_ming _sneakers.jpg“. URL: http://streetballmag.com/wp-content/gallery/yao-ming-sneakers/yao_ming _sneakers.jpg [Stand: 06. Juni 2010].
28
(44) Eyemakeart.com (2009): eye-brain.jpg. Online verfügbar unter http://eyemakeart.files.wordpress.com/2009/07/eye-brain.jpg, zuletzt aktualisiert am 21.07.2009, zuletzt geprüft am 03.06.2010.
2.5.1
Dimensionen der Raumwahrnehmung
Es soll kurz für das weitere Verständnis auf die räumliche Wahrnehmung eingegangen werden.
Laut Saxby gibt es beim Menschen sieben verschiedene
Ebene der räumlichen Wahrnehmung.
Parallaxe: Wenn der Betrachter den Blickpunkt verändert, scheinen sich die Objektpositionen an sich und zueinander zu verschieben. Dabei kann in die vertikale, die
horizontale oder die Voll-Parallaxe untergliedert werden,
je nachdem in welche Richtung dieser Effekt auftritt.
Relative Größe: In Abhängigkeit der Entfernung zwei
gleich großer Gegenstände, scheint der entferntere
kleiner zu sein.
Atmosphärische Perspektive: Der Kontrast nimmt bei
entfernten Objekten ab und bekommt einen leichten
Blaustich.
Verdecken: Objekte im Vordergrund überlagern und verdecken Objekte welche dahinter liegen.
Akkomodation: Beschreibt das Scharfstellen, die ReFokussierung der Augen, wenn der Blickpunkt auf ein
anderes Objekt wechselt, welches eine andere Entfernung zum Betrachter hat.
Beleuchtungskontrast: Grob-Kontrast (Gestalt) und FeinGestalt Kontrast (Textur und Oberfläche) lassen Rückschlüsse über die Raumstruktur des Objektes zu.
Konvergenz: Wenn beide Augen denselben Punkt fokussieren, kann das Gehirn auf Basis der Winkelstellung der
Augen die Entfernung einschätzen.
Stereopsie - Disparität: Die Augen sehen von einem Objekt im Raum leicht unterschiedliche Bilder. Die enthaltenen Bildinformation und die unterschiedlichen feinen
Unterschiede z.B. den Parallaxen im Raum, fügt das
Gehirn zu einem Bild plus Rauminformation zusammen.
(vgl.(45))
29
2.5.1
Dimensionen der Raumwahrnehmung
Die meisten heute zu sehenden 3D-Medien arbeiten vor
allem mit dem Effekt der Dispariät, wie zum Beispiel
Stereoskopen und Auto-Stereoskopen (ohne Sehhilfe).
Lentikularbilder wie von Postkarten bekannt und die
aktuelle Kino- und Bildschirmtechnologie fallen darunter.
Die Komplexität und der Datenstrom fallen dort moderat
aus. Die Raumwahrnehmung ist bereits sehr gut. Die
Raumstaffelung ähnelt, bei genauer Betrachtung, jedoch
oft einem Scherenschnitt. 5-10% der Bevölkerung können die Disparität nicht verarbeiten.
36 Stereoskop einer Tastatur (45)
30
(46) Toomasson, Taavi (2008): „210752_b4d14ca976_o.jpg“. URL: http://static.zooomr.com/images/210752_b4d14ca976_o.jpg [Stand: 06. Juni 2010].
2.6 Raumwahrnehmung bei Hologrammen
Hologramme sind diesen Technologien in ihrer potentiellen Leistungsfähigkeit der Darstellung von Räumlichkeit
weit voraus.
• Sie können theoretisch das gesamte Spektrum der
Raumwahrnehmung vor, hinter oder in der Interferenzschicht erzeugen.
• Eine Repositionierung des Blickpunktes macht verdeckte Objekte sichtbar.
• Eine Scharfstellung auf nahe und ferne Punkte ist
notwendig.
• Jedoch haben Hologramme einen eingeschränkten
Betrachtungswinkel, siehe Abb. 38.
• Das Objekt kann sich nur in der Flucht der DatenFläche befinden. Virtuell überstehende Elemente
werden abgeschnitten, siehe Abb.37.
37 Maximaler Betrachtungsraum pro Be-
trachtungspunkt vor der Interferenzebene (47)
Und oft ist eine volle Ausnutzung der Eigenschaften
nicht notwendig oder sinnvoll. Meist werden Teileigenschaften des Holgramms genutzt und bieten bereits
einen entscheidenden Vorteil gegenüber konventionellen Lösungen. Z.B. können optische Linsensysteme
oder schwer kopierbare Regenbogen-Effektoberflächen
effizient erzeugt werden. Die Erzeugung einer räumlichen
Wahrnehmung eines Objektes steht bei diesen beiden
Massenanwendungen nicht primär im Fokus. 38 Möglicher Bewegungsraum (48)
(47) SeeReal Technologies (2008): SRT_Sub-holo_overlap _ full_scene_l.jpg. Online verfügbar unter http://www.seereal.com/download/pictures/SRT_Sub-holo_overlap _ full_scene_l.jpg, zuletzt aktualisiert am 14.02.2008, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
(48) SeeReal Technologies (2008): SRT_Holo_Classic_vs_SeeReal_01_l.png, Online verfügbar unter http://www.seereal.com/download/pictures/SRT_Holo_Classic_vs_SeeReal_01_l.png, zuletzt aktualisiert am 30.04.2008, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
31
3
3.1 Geschichte der Holographie
39 Transmissionshologram von 1966 (49)
1948 lautet das offizielle Jahr, in dem die Holographie
von Denis Gabor erfunden wurde. Die Grundlagen für die
Holographie wurden aber bereits viel früher gelegt, während wichtige Meilensteine erst Jahre später die ersten
befriedigenden Hologramme hervorbrachten.
Die wichtigsten Bausteine zur Beschreibung der Holographie bilden die physikalischen Beobachtungen der
Beugung und der Interferenz von Wellen.
C.Huygens der zwischen 1629 und 1694 lebte formulierte
den Satz:
Jeder Punkt der von einer Welle getroffen wird, ist Ausgangspunkt einer neuen, sich kreisförmig ausbreitenden
Wellenfront.
1805 wurde der Doppelspaltversuch von Thomas Young
entdeckt.
1891 Gabriel Lippmann stellt sein, auf der Interferenz
von Wellen beruhendes, Farbfotografieverfahren vor.
1948 erfand Denis Gabor zwar die Holographie, es fehlte
ihm aber an kohaerentem Licht.
1960 Erfindung des Lasers durch Dr. T.H. Maimann.
1962 stellten Emmit Leith und Juris Upatnieks die ersten
Transmissionshologramme her, während Juri Denisjuk
die Lippmann-Anordnung modifizierte und damit das
Weißlicht-Reflektionshologramm (Denisyuk-Hologramm)
erfand.
1965 erschienen erste Veröffentlichungen zur holographischen Interferometrie.
1967 erste Massenherstellung eines Hologramms für das
„World Book Encyclopedia Science Yearbook“.
1968 Regenbogenhologramme werden von Dr. Stephen a.
Benton erfunden, die ebenfalls wie Denisjuk bei normalem Licht zu sehen sind.
1971 Denis Gabor erhält den Nobelpreis der Physik für
(49) De Freitas, Frank (2009): leith.jpeg. Online verfügbar unter http://api.ning.com/files/ZQ fv5rfQ088AwL7o1-0-uyWzA2vZIxIZ8yq1fof BhrJqGCxcQVPL-
32
WmSVq1UMNu4y-aRtM1SPTb-VU5Fv9fqXuZTlTf2YRlxE/leith.jpeg, zuletzt aktualisiert am 31.03.2009, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
40 Mastercard begründet vor gut 25 Jahren den Hologramm-Markenschutz (50)
die Erfindung der Holographie.
1974 Entwicklung von Prägehologrammen.
1976 Museum der Holographie wird in New York eröffnet. Der erste voll-holographische Film wird gezeigt. Nur
zwei Personen im Raum können ihn sehen.
1983 Mastercard International. Inc. bringt als erster eine
Kreditkarte mit Präge-Hologramm auf den Markt und
begründet damit den Markenschutz auf Basis von Prägehologrammen.
1984 Der National Geographics produziert eine Ausgabe
(ebenfalls 1985 und 1988), dessen Deckblatt mit einem
DIN A5 großen Prägehologramm versehen ist.
1992 Museum der Holographie schließt wieder, das MIT
übernimmt den Bestand.
1993 die „International Hologram Manufacturers Association“ (IHMA) wird gegründet.
1998 die „Hologram Manufacturers Association of India“
(HoMAI) wird in Inden gegegründet.
1999 Geola patentiert einen Drucker für die Produktion
von digital erzeugten Farbhologrammen.
2000 Geola produziert die ersten digitalen Farbhologramme, erstellt mit einem gepulsten RGB Laser.
2007 Geola’s benennt seine Digitalhologramme „Synfrograms“. (Vgl. (51,52))
2007 SeeReal teilt mit, dass sie das erste echte holographische Display erzeugen können. (54)
2008 „University of Arizona“ entwickelt und zeigt Studie
zu wiederbeschreibbaren Hologrammen. (55)
41 Computer generiertes Holo-
gramm von Holoprint (53)
(50) Brand Protection Council (2008): Hologram-Mastercard.jpg. Online verfügbar unter http://img.mailchimp.com/2008/11/17/
e8748c403e/Hologram-Mastercard.jpg, zuletzt aktualisiert am 17.11.2008, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
(51) Homai (2007), „History of Holography | Hologram Manufacturers Association of India“. URL: http://www.homai.org/all-2007/hologram-innovation.html [Stand: 06. Juni 2010].
(52) Holophile, Inc. (2009): „The History and Development of Holography“. URL: http://www.holophile.com/history.htm [Stand: 06. Juni 2010].
(53) Holoprint (2008). Online verfügbar unter http://www.3dholoprint.com/images/Aquarium2.jpg, zuletzt aktualisiert am 05.06.2008, zuletzt geprüft am 05.06.2010.
(54) Overton, Gail (2010): „HOLOGRAPHY: SeeReal develops practical real-time holographic display - Laser Focus World“. URL: http://www.optoiq.com/index/display/articledisplay/305707/articles/laser-focus-world/volume-43/issue-9/world-news/holography-seereal-develops-practical-real-time-holographic-display.html [Stand: 06. Juni 2010].
(55) Zyga, Lisa (2010): „Researchers analyze performance of first updatable holographic 3D display“. URL: http://www.physorg.com/news194082035.html [Stand: 06. Juni 2010].
33
3
3.2 Der Markt
42 Sicherheitshologramm
Im Laufe der 60 jährigen Geschichte hat sich das Feld
der holographischen Folien zu einem Markt mit konstantem Wachstum entwickelt. Der große Durchbruch blieb
aber bis heute (gefühlt) aus.
Die Internetseite Hologramforid.com (folgend HFID
genannt) beruft sich in einem Artikel über die zukünftige Marktentwicklung der Holographie auf eine Studie
von Anfang 2008, erzeugt durch das “Global Industry
Analyst, Inc.” (im folgenden GIA). In dem Artikel wird
berichtet, dass für das Jahr 2010 (die zwischenzeitliche Krise außer acht gelassen) für die Holographie ein
Marktvolumen von 11,3 Milliarden US-Dollar prognostiziert wurde.
Dabei gilt es folgendes festzuhalten:
• Die Masse der Hologramme besteht heute aus
Prägehologrammen. Grund dafür sind die sehr
günstigen Reproduktionskosten, der Markenschutz
umfasst 1,6 Milliarden Dollar.
• 60% des Marktes der Industriegüter stellen holographische Scanner z.B. zum Lesen der Barcodes an
der Kasse dar.
• USA ist mit knapp 48% in 2006 der größte Markt.
• Holographische optische Elemente (HOE), also
Linsen, Spiegel, Beam-Splitter sind der am stärksten
wachsende Technologie-Bereich. Das Anwendungsfeld erstreckt sich auf fast alle Bereiche der Optik
und Optoelektronik.
• Im Rahmen der Studie, wird sowohl der holographischen Datenspeicherung, als auch der Holographie
in zukünftigen Computern ein großes Potential
zugesprochen.
• Größtes Potential besitzt die Holographie in den
Branchen Automobilbau, Informations-Kommunikations-Elektronik und der Medizin.
(Vgl.(56)) (56) Hologramforid.com (2010). “World Industrial Holography Market“, Online verfügbar
unter http://hologramforid.com/a260038-world-industrial-holography-market-to-
34
reach.cfm, zuletzt aktualisiert am 05.06.2010, zuletzt geprüft am 05.06.2010.
3
3.2 Der Markt
3.2.1 Ableitungen
44 Lichtbeugungsoptik (58)
Im Rahmen der Recherche fiel auf, dass Holographie vor
allem als Schlüsseltechnologie für technologisch getriebene Baugruppen und Komponenten zum Einsatz kommt
und als Zukunftsmarkt beschrieben wird. Holographische
Effekte werden hier aus Effizienzgründen eingesetzt.
Hologramme im direkten Bezug zum Benutzer werden
bei den Marktbetrachtungen nur im Sinne der Verpackungsindustrie zur Effekterzeugung angesprochen. Dies
wird aber nicht als Wachstumsmarkt thematisiert, da
Prägehologramme mit ihren Regenbogenfarben schon
lange bekannt sind und keinen Mehrwert erzeugen können.
43 Metalloberfläche mit Hologramm (57)
Beispielsweise hat das Fraunhofer Institut im Zuge des
Produktschutzes in den letzten Jahren ein Verfahren
entwickelt, bei dem mit Hilfe einer Sprengladung Hologramm-Strukturen in die Oberfläche von Metallbauteilen
geprägt werden können.
Ist eine kontrollierte optische Wechselwirkung zwischen
Lichtquelle, Oberfläche und Empfänger gewünscht, sind
meist planare oder gebogenen, zur Lichtquelle konzentrisch ausgerichtete Oberflächen zu finden.
Bei geforderter hoher optischer Qualität werden massive
Glas- oder Kunststoffoptiken gefertigt.
Die neuen vollfarbigen RGB – Holographietypen werden
noch nicht angesprochen.
Präge- oder Regenbogenhologramme sind stark verbreitet und lassen sich, da es vereinfacht gesagt Laser
erzeugte Mikro- oder Nanostrukturen auf der Oberfläche
sind, fast auf jedem Profil, in verschiedensten Werkstoffen und Herstellungsverfahren darstellen. Das Ergebnis
sind meist schillernde respektive schwer zu kopierende Dekore für diese Anwendungsbereiche.
Eingrenzung:
Der Konsum- und damit Massenmarkt nutzt Folien zur
Fertigung von holographischen Elementen. Die Präzision
ist hierfür ausreichend und die weitere Verarbeitung einfach und etabliert. Gerade die Wechselwirkung zwischen
Produktgestaltung und Sicherheitstrends sind hier besonders spannend, weshalb hier weiter die folienbasierte
Holographie betrachtet werden soll.
(57) Mahler, Dirk (2009): md06s_ fo2g _tcm7-12343.jpg. Fraunhofer. Online verfügbar unter http://www.fraunhofer.de/Images/md06s_ fo2g _tcm7-12343.jpg, zuletzt aktualisiert am 10.09.2009, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
(58) HOLOEYE Photonics (2010): „HOLOEYE Photonics AG & HOLOEYE Corporation - Spatial Light Modulators, Diffractive Optics, LCOS Microdisplays“. HOLOEYE Photonics AG. URL: http://
www.holoeye.com/index.html [Stand: 07. Juni 2010]. Matnano (2008): „100_6038.jpg“. URL: http://matnano.portici.enea.it/matnano/images/stories/Projects/100_6038.jpg [Stand: 07. Juni 2010].
35
3
3.3 Industrielle Herstellungstypen von Folien-Hologrammen
46 Beispiel Holgrammlayout (60)
In der hologrammproduzierenden Industrie wird, im
Zusammenhang des Materialaufbaus und der Fertigungstechnologie, von zwei Hologrammtypen gesprochen,
Oberflächenstrukturhologramme und
Volumen-Hologramme.
Die Fertigungsverfahren und Werkstoffaufbauten, sowie
die optische Leistungsfähigkeit weichen dabei voneinander teilweise ab.
3.3.1 Oberflächen-Strukturhologramme
Bei Oberflächenstrukturhologrammen liegen die Interferenzmuster direkt an der Oberfläche wie bei optische
Datenspeichern. Diese Oberflächenhologramme eignen
sich besonders gut für die schnelle preiswerte Reproduktion, denn sie können mit Hilfe von Metallplatten in
ein weiches Material mit gutem Auflösungsvermögen,
z.B. Kunststoff geprägt werden. Sie heißen deshalb auch
meist Prägehologramme.
Die Gestaltung und Fertigung von Prägehologrammen
ist der Herstellung von Printmedien sehr ähnlich, wobei
zusätzlich eine limitierte dritte Raumdimension und kurze Bildfolgen (Daumenkino, Wackelbilder) möglich sind.
Dafür ist die Farbgestaltung eine völlig andere. Jede
Struktur erstrahlt je nach Winkel in einer Abfolge der
Am Anfang der Fertigung steht die Prägeplattenerzeugung. Dafür wird im ersten Schritt ein echtes Hologramm
auf Basis einer Grafik-/Raumgestaltung erzeugt.
Die Gestaltung erfolgt heute meist voll digital mit gängigen 3D- oder Grafik-Programmen. Die Gestaltung wird im
asiatischen Raum oft „Artwork“ genannt. Auf asiatischen
Internetseiten sind hunderte, verschiedenste Layouts zu
sehen, die sich gegenseitig versuchen zu überstrahlen.
Nach Fertigstellung werden die Druckdaten in ein Photopolymer auf einer Trägerplatte oder Folie belichtet und
entwickelt.
Spektralfarben. Die Elemente der Struktur können aber
so ausgerichtet werden, dass Farbpaarungen entstehen.
(59) Matnano (2008): „100_6038.jpg“. URL: http://matnano.portici.enea.it/matnano/images/stories/Projects/100_6038.jpg [Stand: 07. Juni 2010].
36
(60) Etoy (2007): etoy-hologram-aufbau1.gif. Online verfügbar unter http://www.etoy.com/files/hologram/etoy-hologram-aufbau1.gif, zuletzt aktualisiert am 31.12.2007, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
43 Metalloberfläche mit Hologramm (57)
45 Praegemaschine (59)
47 Folien-Coils (61)
48 Geldschein (62)
Vom Master, welcher bereits die Oberflächenstrukturen
aufweist, wird nun, durch einen Beschichtungsprozess,
unter anderem galvanisch, ein metallischer Abdruck
erstellt.
Auf Basis der galvanisch hergestellten Druckplatte werden die Strukturen in preiswerte PVC (Polyvenylchlorid)
oder PET (Polyethylen-Therephtalat) Folie heissgeprägt.
Prägehologramme sind Transmissionshologramme. Sie
besitzen auf der Rückseite eine metallische Schicht. Das
Licht tritt von der Vorderseite ein, wird von der Rückseite reflektiert und an den Hologrammstrukturen gebeugt.
Alle silbrig glänzenden Hologramme sind Prägehologramme.
Die Regenbogenhologramme können 2D, 2,5D oder auch
in 3D mit einer geringen optischen Tiefe sowie einem
Bildumschlag ausgeführt werden.
Prägehologramme werden in der Massengüterindustrie als Geschenklabels, Heftbeilagen aber auch in der
Verpackungsindustrie und als Sicherheitshologramme
verwendet, da sie gemessen am Preis einen hohen Kopierschutz bieten.
(61) Biztradermarket (2010): „adhesive-pet-film02_ke6.jpg. URL: http://www.biztrademarket.com/User/191642/bb/adhesive-pet-film02_ke6.jpg [Stand: 06. Juni 2010].
(62) O’Rear, Charles: hologram: currency -- Britannica Online Encyclopedia. Corbis. Online verfügbar unter http://media-2.web.britannica.com/eb-media/64/96864-050-B2994CB6.jpg, zuletzt geprüft am 09.06.2010.
37
3
3.3 Industrielle Herstellungstypen...
3.3.2 Volumenhologramme
Volumenhologramme sind um ein Vielfaches leistungsfähiger als Strukturhologramme. Sie besitzen eine photoaktive Schicht. Sie ist sehr dünn aufgetragen. Für das
Licht hat sie bereits eine relevante Tiefe von mehreren
Wellenlängen, so dass von einem Volumen gesprochen
werden kann.
Bei der Belichtung bilden sich im Volumen Strukturen
aus, die eine andere Dichte aufweisen. An diesen Strukturen wird das Licht gebeugt.
Es können wesentlich komplexere respektive feinere
Interferenzmuster abgespeichert werden als bei Oberflächenhologrammen. Folien-Volumenhologramme können
bereits die komplette Bandbreite der Lichtmanipulation
abdecken.
Im Gegensatz zu Prägehologrammen ist Reproduktion
aufwändiger. Von dem finalen Master wird in einem
weiteren Belichtungsschritt eine Negativ-Kopie erstellt,
diese dient als Belichtungsschablone der Positiv-Kopien.
Der Belichtungsprozess dauert einige Sekunden, und
es existierten bis vor kurzem keine Maschinen. Damit
waren Volumenhologramme vor allem in der Kleinserie und der Kunst zu finden. Es existierten auch keine
Belichtungs-Halbzeuge. Die Photoaktive-Emulsion wurde
von Hand aufgetragen.
Ansteigende Anforderungen im Bereich des Kopierschutzes von Gütern hat aber dazu geführt, dass nach neuen
Wegen gesucht wurde.
49 Neues Volumenholo-
gramm von Sony (63)
(63) Sonyinsider (2010): PIA0001002370.png. Online verfügbar unter http://www.sonyinsider.com/wp-content/uploads/2010/05/
PIA0001002370.png, zuletzt aktualisiert am 13.05.2010, zuletzt geprüft am 05.06.2010.
38
(64) „Volume hologram laminate, and label for preparation of volume hologram laminate - Patent 6706354“. URL: http://www.freepatentsonline.com/6706354.html [Stand: 06. Juni 2010].
51 RGB-Laser Hologramm-
52 Computer generiertes RGB-Hologramm
„drucker“ von RabbitHoles (66)
auf Folie von „View Holographics“ (67)
2005 wurden die ersten Druck-Maschinen mit RGB Lasern
vorgestellt. Seit dem Tag sind voll-farbige Hologramme
möglich, die auch mit weißem Licht ein Bild rekonstruieren. Die Farbdarstellung weist aber noch Ungenauigkeiten auf.
Die aktive Emulsion kann klassisch wie bei der Fotografie Metallverbindungen enthalten, die nach der
Belichtung entwickelt werden müssen oder aus einer
Monomeremulsion bestehen, die bei Temperatur oder
Lichteinwirkung polymerisiert. Bei Photopolymeren ist
keine Nachbehandlung notwendig.
Seit kurzem bieten DuPont und DaiNippon Printing Co.,
Ltd. photoaktive Folien an. Es sind mehrschichtige Folien. Wie in der Patentskizze zu sehen, besteht die Folie
aus zwei Schutz-Trägerfolien (2,6), zwei Klebeschichten
(3,4) und der photoaktiven Schicht in der Mitte des
Folien-Composites. (vgl. (64))
Die Folien-Formate sind größer. Da es keine dimensionsändernden Optiken gibt, muss im 1 zu 1 Format gearbeitet werden. Die Folien sind für die Verarbeitung auf
Druckmaschinen und nicht für den Privatbedarf ausgelegt.
Einen weiterern Meilenstein bildet die computergestützte
Hologrammgestaltung gepaart mit Hologrammbelichtungsdruckern in RGB und Hologrammfolien, die Farbe
sogar bei normalem Tageslicht darstellen können.
50 Querschnitt-Skizze aus DaiNippon Printing Patent (65)
(65) Freepatentsonline (2007): „6706354-0-large.jpg (JPEG-Grafik, 1513x759 Pixel)“. URL: http://www.freepatentsonline.com/6706354-0-large.jpg [Stand: 06. Juni 2010].
(66) Rabbitholes (2010): Rabbitholes-full-color-digital-holoprinter.jpg. Online verfügbar unter http://www.rabbitholes.com/images/Rabbitholes-full-color-digital-holoprinter.jpg, zuletzt aktualisiert am 20.01.2010, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
(67) Creative, View: Digital Holograms :: Hologram :: View Holographics. Online verfügbar unter http://www.viewholographics.com/images/gallery/5ed09205b8eedd9551d9076791c27b58.JPG?rand=911648034, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
39
3
3.3 Industrielle Herstellungstypen...
3.3.2 Volumenhologramme
Die Raumgestaltung bewegt sich zwischen dem klassischen 3D-CAD und einer „Virtual Reality“(VR) Filmproduktion. Alle Elemente können im 3D CAD gebaut und
positioniert werden. Durch eine Kamerafahrt werden
bis zu 1200 Einzelbilder und –perspektiven erzeugt, die
anschließend im Hologramm zu einer Raumgesamtwahrnehmung zusammengestellt werden.
Weiterhin gibt es auch noch den Weg der analogen Fertigung. D.h. die zu belichtende Raumsituation wird in der
Realität gebaut und anschließend via Laserüberlagerung
in ein Interferenzmuster transferiert.
54 Reflektions Hologramme (69)
53 3D-Studio MAX Hologrammaufbau (68)
(68) Roman (2008): RH.TechSpecs.B5s_v3.doc. Online verfügbar unter http://www.rabbitholes.com/pdf/RH-TechSpecs-B5s-v3.pdf, zuletzt aktualisiert am 06.11.2008, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
40
(69) Gentet, P. (2009): P1120549.JPG. Online verfügbar unter http://www.ultimate-holography.com/images/Aquitaine/P1120549.JPG, zuletzt aktualisiert am 16.05.2009, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
3
3.4 Hologrammtypen und deren Anwendung
Präge-Hologramme mit einer Industrie-Historie von über
25 Jahren sind mittlerweile etabliert. Auf der ganzen
Welt sind günstige Fertigungsstätten für diese Art der
Hologramme zu finden. Der große Schritt scheint den
Volumenhologrammen noch bevorzustehen oder er wird
weiterhin ausbleiben.
Der größte Treiber im industriellen Einsatz von Hologrammen, ist neben der Miniaturisierung der Marken- oder Kopierschutz. Bei genauer Recherche gibt es
aktuell und gerade in den letzten Jahren eine ganze
Reihe interessanter Anwendungen, die holographische
Folientechnologien einsetzen oder in Zukunft einsetzen
werden. Im Folgenden soll eine kleine Auswahl dargestellt werden.
Das Anwendungsfeld teilt sich dabei auf die folgenden
Bereiche auf:
Sicherheit, Markenschutz
• Banknoten, -karten
• Arzneimittel
• Software
• Industrieteile
Technologieträger
• Elektronik
• Datenspeicherung, Optik
• Prüfverfahren, Interferrometrie
• Solar
Produktgestaltung
• Sport und Freizeit Artikel
• Spielzeug
• Luxus- und Konsumartikel
• Packaging
• Promotion
• POS (Point of Sale)
Kunst
Architektur
41
3
3.4.1 Sicherheitshologramme
Im Bereich des Markenschutzes werden heute noch
zum großen Teil Prägehologramme eingesetzt. Diese
Hologramme sind schwer zu kopieren aber es ist nicht
unmöglich.
Die Industrie versucht dem mit komplexeren Verfahren
zu begegnen.
57 Tablettenverpackung mit trans-
parentem Prägehologramm (70)
59 Seitliche Darstellung des Labels
Volumenhologrammen sind ein neuer Weg, der nun auch
durch vorhandene Maschinentechnologie beschritten
werden kann. Das führt dazu, dass sich der Zugang zur
Volumenholographie auch für andere Bereiche vereinfacht.
Einer der Ersten, der Volumenhologramme einsetzte war
Nokia Ende 2004.
“Nokia has begun applying a holographic sticker to its mobile phone
batteries in a bid to prevent fake power packs being inadvertently
purchased as the real thing. (71)”
Es ist sehr bemerkenswert, da zu diesem Zeitpunkt
noch keine Quelle zur Existenz von Maschinen ermittelt
werden konnte. Das Hologramm von Nokia ist somit ein
großer Schritt gewesen.
(70) Schreiner-Group (2009): Transparent-Hologram-Seal_RGB.jpg. Online verfügbar unter
http://www.schreiner-group.com/fileadmin/downloads/Presse/MediPharm/Bilder/TransparentHologram-Seal_RGB.jpg, zuletzt aktualisiert am 24.09.2009, zuletzt geprüft am 06.06.2010
(71) Smith, Tony (2004): Nokia hologram to expose fake, unsafe batteries • The Register.
42
Online verfügbar unter http://www.theregister.co.uk/2004/12/16/nokia_battery _hologram/, zuletzt aktualisiert am 16.12.2004, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
58 Nahaufnahme eines Nokia-Akkumulators
60 Sony’s neues Hologramkonzept (72)
Nokia hat bei der Gestaltung des Raumbildes des Schutzemblems sehr viele Elemente der klassischen Gestaltung von physischen Körpern übernommen und einen
vollwertigen Raum erschaffen.
Das Nokia Label zeigt sehr gut welcher Detaillierungsgrad in der Gestaltung des Hologramms zu finden
sein kann, ohne dass es überladen wirkt. Bei genauer
Ausleuchtung mit einer LED-Leuchte erstrahlt das Hologramm je nach Blickwinkel in Gold-Gelb oder sattem
Laser-Grün.
In der Makroaufnahme lassen sich Buchstaben auf dem
Medaillon erkennen, die mit bloßem Auge nicht zu sehen
sind.
Das Hologramm ist voll-parallaktisch, so dass die Münze
von allen Seiten (außer von der Rückseite) betrachtet
werden kann. Auf dem Rand der Münze befinden sich an
jeder Seite verschieden viele Bohrungen.
Die Raumtiefe ist tiefer als der Akku selbst, während die
Münzdeckfläche genau unter der Oberfläche zu liegen
scheint.
Von der Plastizität und der Körnung ausgehend, scheint
dieses Hologramm auf Basis eines physischen Prototyps
erstellt worden zu ist.
Neben Nokia setzt auch AMD und SanDisk und in Zukunft SONY Volumenhologramme ein.
Der Entwurf von Sony zeigt, dass hier mehrere Einzelbilder einbelichtet werden sollen, die je nach Licht und
Augenposition sichtbar sein sollen.
(72) Sonyinsider (2010): PIA0001002371.jpg, Online verfügbar unter http://
www.sonyinsider.com/wp-content/uploads/2010/05/PIA0001002371.jpg, zuletzt aktualisiert am 13.05.2010, zuletzt geprüft am 05.06.2010.
43
3
3.4.2 Virtuelle holographische Oberflächen (VHO)
„VHOs sind Displayhologramme mit integrierter Rekonstruktionsbeleuchtung und der Möglichkeit des interaktiven Winkelmultiplexings. … Im Vordergrund „schwebt“ das holographische
Bedienungsmenü und im Hintergrund zeigt der LCD-Bildschirm
die Filmsequenz. (73)“ 2005 wurde für die Idee ein Preis im Gründerwettbewerb ausgesprochen. Diese Idee enthält einige Vorteile,
da sich die Lichtsituation in der Kiste kontrollieren lässt.
Da es Transmissions- und Reflektionshologramme gibt,
die jeweils kein Bild rekonstruiert wenn das Licht von
der falschen Seite auf das Hologramm scheint, kann
so theroretisch ein stabiles kontrolliertes Bild erzeugt
werden.
3.4.3 Holographisch Optische Elemente HOEs
Licht lässt sich mit einem Hologramm hervorragend
lenken, ohne dass Bauraum für dreidimensionale Linsensysteme notwendig wird. Alle optischen Lichtlenkungseffekte Lenkung, Diffusion, Polarisation, Aufspaltung,
Bündelung, Filterung, Spiegelung lässt sich mit einem
Hologramm erzeugen.
Transparente Projektionsflächen:
Eine einfache Lösung stellen Hologramme in Projektionsflächen dar. Die Folie wird hier auf eine transparente
Trägerplatte laminiert.
•
Durch HOEs lässt sich ein Grossteil der optischen
Elemente einsparen und damit viel Gewicht, Bauteilmenge, Defektquellen, Material und Volumen.
HOEs unterliegen nicht dem Prinzip von Einfallswinkel
gleich Ausfallswinkel. Das Verhalten des Lichts wird nur
von der holographischen Struktur bestimmt.
Da ein Hologramm mehrere Aufzeichnungen in einer Folie
ermöglicht, kann eine holographische Folie aus mehreren
Winkeln simultan mit Licht angesteuert werden und das
Licht für jeden der Lichtstrahlen anders transformieren.
In Kopplung mit einer Infrarotsensorik lässt sich hiermit
der Minority Report Effekt erzeugen.
Des Weiteren kann ein Stereogramm auf die Oberfläche
projiziert werden, so dass eine stereoskopische Objektwahrnehmung gelingen kann.
Der Ort des Projektors lässt sich wählen und das Hologramm darauf fertigen.
(73) Imlau (2004): „AG Photonik, Juniorprofessor Dr. M. Imlau“. URL: http://www.mimlau.de/ [Stand: 07. Juni 2010].
(74) Silies, Stefan (2009). schau_heimwrts1.jpg, Online verfügbar unter http://api.ning.com/files/85F107QwAhbZLRBqBb1PXrpUtsddf BqYN6XwPBP6tqGdlqmic1Oxg
QMOL1UFjQZaDV5D7EQZudoZ1lTLf7olcOKZ-2XookAM/schau_heimwrts1.jpg, zuletzt aktualisiert am 02.03.2009, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
(75) HoloPro (2005): f239e52a45.jpg. Online verfügbar unter http://www.holopro.com/typo3temp/pics/f239e52a45.jpg, zuletzt aktualisiert am 14.06.2005, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
44
(76) ETlab (2008). Pict.0659.jpg, Online verfügbar unter http://me-wiki.eng.uab.edu/etlab/wp-content/uploads/2008/09/pict0659.jpg, zuletzt aktualisiert am 10.09.2008, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
Abb. links v.o.n.u.:
61 Hologramm mit Rueckbeleuchtung in einer Kiste (74)
62 Mikrolinsen-Hologrammstruktur von HoloPro (75)
63 DNP Hologramm Folienpräsentation am ETlab (76)
Abb. rechts:
64 Head Up Display Computer Rendering von BMW (77)
65 Erhöhte Lichtausbeute durch Beugung und Totalreflektion (78)
66 Lichtbeugungsfolie zur Umlenkung von Sonnenlicht (79)
Head-Up Displays (konventionell):
Gleiches gilt für HeadUp Displays in Autos. Hier kann mit
Hilfe von Hologrammen der Reflektionsgrad der Scheibe
erhöht und die Reflektion genau auf Projektor und Fahrer
ausgerichtet werden.
Head-Up display (Zukunft):
Durch die Kombination von Projektionsfläche und Interferenzprojektor könnte in Zukunft ein Raumbild erzeugt
werden, dass weit vor dem Auto liegt. Der Fahrer muss
seine Augen nicht mehr so häufig auf Details unterschiedlicher Entfernung einstellen. Das vermeidet zusätzliche Ermüdung.
Eine ähnliches Prinzip wurde bereits im Mini-Prototypen
gezeigt (siehe weiter unten CenterGlobe).
Solar:
Im Bereich der Solarenergie werden Hologramme eingesetzt, um das Licht besser für Solarzellen nutzbar zu
machen. Dazu wird das Licht nach Eintritt in die Platte
so weit gebeugt, dass es an der Grenzfläche nicht mehr
austreten kann sondern totalreflektiert. Einmal im Glasverbund gefangen trifft es theoretisch mehrfach auf die
Solarzellen.
LCD Screen Reflektor:
Sonnenlicht das durch die LCD Einheit des Notebooks
tritt wird reflektiert und zur zusätzlichen Beleuchtung
der LCD Einheit genutzt. Vorteil dieser Idee ist, dass
Hologramme für das Licht aus anderen Richtungen transparent sind. Im Gegensatz zu einer teilverchromten Folie
kann das Licht der Beleuchtungseinheit weiterhin nach
vorne austreten und wird nicht von der Hologrammfolie
behindert.
(77) BMW (2008). 1293-49-bmw-5er-reihe-head-up-display-org.jpg, Online verfügbar unter http://www.bmwarchiv.de/images/1293-49-bmw-5er-reihe-head-up-display-org.jpg, zuletzt aktualisiert am 11.06.2008, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
(78) PrismSolar (2010): DualApertureSchematic.jpg. Online verfügbar unter http://prismsolar.com/images/DualApertureSchematic.jpg, zuletzt aktualisiert am 2010, zuletzt geprüft am 09.06.2010.
(79) Hardin, Dan (2010): prism-holographic-thin-film-solar.jpg. Online verfügbar unter http://solar.calfinder.com/blog/wp-content/uploads/2010/01/
prism-holographic-thin-film-solar.jpg, zuletzt aktualisiert am 05.01.2010, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
45
3
3.4.4 Smart Hologramms
Die Idee hinter „smarten“ Hologrammen ist eine dynamische, indikationsbezogene Wechselwirkung zwischen
Hologramm und Einflüssen von Außen zu zeigen. Dabei
wird die Empfindlichkeit der Farbgebung von monochromatischen Hologrammen in Bezug auf ihren inneren Matrixaufbau nach der Belichtung genutzt. Was bei anderen
Hologrammen ein Nachteil ist, nämlich die Schwierigkeit
exakte und konstante Farbwiedergabe wie geplant bei
verschiedensten Umwelteinflüssen zu gewährleisten,
ist bei „smarten“ Hologrammen der Hebel zur Ausbildung einer Art Sensorik. Dazu wird das Hologramm zum
Beispiel in ein Hydrogel geschrieben (vgl. (80)). Es wird
versucht das An- und Abschwellen der Schichtdicke des
Hologramms auf verschiedenste Stoffe, mechanische
Einwirkung oder Temperaturwechsel anzupassen. Durch
den Wechsel der Molekülabstände ergeben sich Farbumschläge. (81) Feuchtigkeit, Alkohol oder Blut-Zucker
Jeff Blyth schreibt 2004 über die Nutzung von Smart-Holograms als Alkoholtester, da die Wellenlänge der Lichtfarbe exakte Rückschlüsse auf den Alkoholgehalt zulässt
(vgl. (83)). Die Spin-Off Firma „smart holograms“ denkt
über die Erzeugung von Blutzuckerindikatoren nach (vgl.
(84)), während das DIT (Dublin Institute of Technology)
Luftfeuchtigkeitsindikation bewirbt.
Vorteile gegenüber konventionellen Indikatormaterialien
liegen in der Farbwirkung, der Transparenz der Folie und
dass sie aus Kunststoff besteht. Es erzeugt eine bessere
Leuchtkraft, könnte hinterleuchtet werden, so dass auch
eine einfache Ablesbarkeit bei Nacht gewährleistet ist
67 Idee über von einem zuckersensitiven Hologramm (82)
und eine Einbindung einer Kunststofffolie in ein Kunststoffprodukt ist einfacher.
Da der Effekt ein Reversibler sein kann, kann die Folie
länger im Einsatz bleiben und ein Kunststoff ist wahrscheinlich robuster als ein Indikatorpapier.
80) Piquepaille, Roland (2008): “Smart holograms to monitor our health? | ZDnet”. Online verfügbar unter http://www.zdnet.com/blog/emergingtech/smart-holograms-to-monitor-our-health/825, zuletzt aktualisiert am 05.02.2008, zuletzt geprüft am 05.06.2010.
(81) Vgl. marshall, alex (2008): Microsoft PowerPoint - Smart Holograms Presentation. Online verfügbar unter http://www.hwsands.com/files/Presentations/smart_holograms_ presentation.pdf, zuletzt aktualisiert am 07.01.2008, zuletzt geprüft am 05.06.2010.
(83) Vgl. (2004). Online verfügbar unter http://holographer.org/media/articles/hg00002.pdf, zuletzt aktualisiert am 29.01.2004, zuletzt geprüft am 05.06.2010.
46
68 Schematische Darstellung ei-
nes Interferenz-RGB-Projektors
Schematische Darstellung eines
Interferenz-RGB-Projektors (85)
69 Querschnittdarstellung
Mini-Motors Center Globe(86)
70 Mini-Motors Konzept „Center Globe (87)
3.4.5 Aktive Computer Generierte Holographie (aktiv CGH)
Wie zu Anfang geschrieben besteht zurzeit ein großes
Interesse in der Erzeugung dynamischer Raumerlebnisse.
Fast alle zurzeit propagierten Systeme verkaufen sich als
Hologramme sind es aber im Grunde genommen nicht,
da sie auf Prinzipien der klassischen Strahlen-Optik
beruhen und dem Auge zwei oder vielleicht in Zukunft
vielleicht 16 2D-Bilder zur Verfügung stellen.
Es gibt aber erste Entwicklungen, die holographische
Prinzipien direkt und dynamisch zur Lichtmanipulation
nutzen. Auf Basis des Wissens der Computer gestützten
Erzeugung von Interferenzmustern, können so die oben
beschriebenen Effekte bei passiven Hologrammen direkt
erzeugt werden.
Dazu werden kohärente monochromatische Laserstrahlen in RGB getrennt auf oder durch ein Display geleitet,
welches anstatt von normalen Bildern Interferenzmuster
abspielt. Holographische Effekte entstehen, Licht Lenkung, Grafik respektive Raumbild Erzeugung.
Dies bietet verschiedene Vorteile gegenüber der klassischen Bildgebung, z.B. gegenüber den Konkurrenztechnologien wie Autostereoskopen und Volumen-Displays,
die zurzeit 3D Filmsequenzen erzeugen können, aber
(85) Sheridan Printing Co. (2009): PowerSources 2004 Word Template. Online verfügbar unter http://lightblueoptics.com/wp-content/uploads/2009/10/
vehicles_and_ photons_2009_ final.pdf, zuletzt aktualisiert am 10.09.2009, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
(86) Buckley, Edward (2009): Proceedings Template - WORD. Online verfügbar unter http://lightblueoptics.com/wp-content/uploads/2009/06/
sid2009_buckley _stindt_isele.pdf, zuletzt aktualisiert am 06.04.2009, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
(87) Buckley, Edward (2009): Proceedings Template - WORD. Online verfügbar unter http://lightblueoptics.com/wp-content/uploads/2009/06/
sid2009_buckley _stindt_isele.pdf, zuletzt aktualisiert am 06.04.2009, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
47
3
7x Zwanzig Zoll Prototyp des
SeeReal Monitors(89)
nicht holographisch sind und auch bei viel einfacheren
Anwendungen, wie sie oben bereits schon als passive
Lösungen angesprochen wurden.
01 Lichteffizienz und Miniaturisierung: Das Licht, welches auf das Interferenzmuster trifft, kann vollständig
in die Bereiche gelenkt werden, an denen Licht auf der
Projektionsfläche notwendig ist. Bei heutigen Displaytechnologien wird die ganze Fläche ausgeleuchtet und
die für den Betrachter dunkel erscheinenden Bereiche
werden mit der LC-Einheit (LC = Liquid Crystal) abgeschattet. Dem zu Folge sind heute stärkere Lichtquellen
notwendig als nötig. LED-Projektoren sind aus diesem
Grund heute klein aber leuchtschwach, während konventionelle Projektoren lichtstark aber zu viel Verlustwärme
erzeugen. Eine Laser-Interferenz-Optik nutzt das Licht
optimal, ohne den Einsatz von komplexen mechanischen
Mikro-Spiegelanordnungen. Die Projektoren können
sehr klein ausfallen und sind trotzdem leuchtstark. Die
Abbildung auf eine Kugelprojektionsfläche wurde durch
Berechnung der Raumfläche realisiert.
Evtl. könnten so auch in Zukunft Automobilscheinwerfer auf einen Grossteil ihrer optischen Elemente, zur
Erzeugung von Ausleuchtungsmustern auf der Strasse,
verzichten.
02 Dynamisches Voll-3D Erlebnis: Die Nutzung der
Interferenzoptik bieten neben der Effizienzsteigerung
auch hier die Chance voll-vollumetrische 3D Bilder und
Filme zu erzeugen. Großes Problem stellt zurzeit die
Datenmenge dar. Bereits für ein einfaches passives CGH
Display-Hologramm sind wesentlich mehr Daten notwendig als für ein normales Bild ca. 15000 bis 200000dpi.
Ein Bild sendet dabei seine Daten globular, gleichmäßig
in den theoretisch möglichen Sichtraum.
(88) SeeReal (2008): Holo_Classic_Big. Online verfügbar unter http://www.seereal.com/media/img/holo_classic_BIG.jpg, zuletzt aktualisiert am 01.04.2008, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
48
(89) SeeReal (2008): SRT_PT2_Dino_l.jpg, Online verfügbar unter http://www.seereal.com/download/pictures/SRT_PT2_Dino_l.jpg, zuletzt aktualisiert am 01.04.2008, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
Monitor füllende Filmsequenzen mit 25 Bildern pro
Sekunde sind in absehbarer Zeit ohne einen Trick als
Echthologramm nicht möglich. Die Firma SeeReal geht
den Weg des Eye-Trackings. Anstatt den vollen möglichen Sichtbereich mit Licht und Daten zu bespielen,
erzeugt der Bildschirm ein Interferenzmuster, das Daten
nur in die Augen des Betrachters lenkt. Die restlichen
möglichen Raumbilder werden nur erzeugt, wenn sich die
Position des Betrachters verändert. Durch diesen Trick,
muss das System wesentlich weniger Daten aussenden.
Andere Betrachter können, wenn sie nicht vom EyeTracker erfasst wurden, nicht mit Daten versorgt werden.
Der Bildschirm erscheint leer.
71 Das Sehfenster deckt nur einen kleinen
Teil des möglichee Bilddatenraums ab (88)
72 Schematische Darstel-
lung Sub-Hologramme (90)
3.4.6 Wiederbeschreibbare Hologramme
2008 erschien ein wissenschaftlicher Bericht und Bildmaterial über die Erzeugung von wiederbeschreibbaren,
aktualisierbaren Hologrammen mit der sich in einer
Abfolge von Minuten neue Muster in die aktive Schicht
belichten lassen könnten. Der Löschvorgang erfolgt mit
Hilfe eines elektrischen Wechselfeldes. An der Universität in Arizona, USA wurde eine kleines erstes Display als
Konzeptbeweis vorgestellt.
Aktuell gibt es keine weiteren Veröffentlichungen zu
diesem Thema. Die Geschwindigkeit (Langsamkeit) der
Beschreibbarkeit lässt zurzeit auch nur Anwendungen zu,
bei denen kein Zeitdruck besteht.
Evtl. könnten hiermit neuartige anpassbare HOEs erstellt
werden.
73 Erster Prototyp eines wiederbe-
schreibbaren Hologramms (91)
(
90) SeeReal (2008): SRT_Sub-holo_overlap _ partial_scene_l.jpg. Online verfügbar unter http://www.seereal.com/download/pictures/
SRT_Sub-holo_overlap _ partial_scene_l.jpg, zuletzt aktualisiert am 14.02.2008, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
(91) NewsScientist (2008): dn13282-1_709.jpg. Online verfügbar unter http://www.newscientist.com/data/images/ns/cms/dn13282/
dn13282-1_709.jpg, zuletzt aktualisiert am 06.02.2008, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
49
3
3.4.7 Hologramme als Raumbilder
Trotz der vielen guten Beispiele war während der Recherche ein leiser konstanter Unterton nicht zu eliminieren. Die Industrie ist in Bezug auf Zukunftseignung der
Holographie konstant skeptisch. Holographie hat sich in
der Sicherheitstechnik und der Optik einen Platz erarbeitet. Jedoch gelang dies nicht in der Nutzung als Gestaltungswerkzeug, wie es viele konstant propagiert haben.
Gerade der Bereich der Raumbilderzeugung in der
Holographie ist ein sehr gutes Beispiel für die konstante
Frage nach Aufbruch oder Untergang der Holographie.
Meist ist sie in Form von Regenbogenhologrammen, als
Stylingeffekt und Geschenkartikel verramscht worden.
Jens Schröter führt 2009 aus, dass die Holographie
auch heute noch im Sinne des visuell wahrnehmbaren
Konsumraumes kaum wahrnehmbar und „randständig“
ist, sich dabei aber subtil auf vielen Ebenen etabliert
hat (Vgl. (92)).
„Die Holografie hat nach wie vor in vielen Bereichen noch nicht
den Status eines Faszinosums überwunden…. (93)“
von 1993 immer noch besteht.
Die Holographie scheint es trotz seiner Darstellungsfähigkeiten nicht geschafft zu haben, einen Sinn für sich
zu proklamieren, der über den Schillereffekt hinaus
geht. Kein Künstler oder Gestalter konnte eine Kettenreaktion auslösen und Holographie als Bildgebendes
Medium etablieren. Es ist bemerkenswert, dass dies
innerhalb von 60 Jahren nicht geleistet werden konnte.
Waren holographische Regenbogeneffekte in den 80ern
und 90ern noch ein interessanter Effekt, der Kaufanreize bei Sondereditionen erzeugte, ist dies, durch eine
eintretende Gewöhnung immer weniger der Fall, so dass
die Aussage von Peter Zec -
Ist dem Wirklich so?
(92) Rieger, Stefan (2009):S.78 Das holographische Wissen. Zürich: Diaphanes Verlag (sequenzia).
(93) Zec, Peter (1993): Interferenzen Nr.2/3-93.html. Online Abdruck. Online verfügbar unter http://www.holonet.khm.de/Holographers/
DGH/text/Interferenzen/Interferenzen_2393.html, zuletzt aktualisiert am 1993, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
(94) Anderson, Gary (2009): Hichcock100watchcopy.jpg. Online verfügbar unter http://api.ning.com/files/A-eRqRtTuk-1F5Q81B8JbmeemAoGLPoxaAC*4K7Y6Wid3Keu9S
50
KVelRjcgeWKxpHbA2OyHJTbddJ9F-*J06joPUWf-Wcy9l7/Hichcock100watchcopy.jpg, zuletzt aktualisiert am 14.05.2009, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
Linke Seite:
79 Kellog’s Beilage zerschnitten
80 Uhr mit Hologramm (94)
Rechte Seite:
55 Box3 aus Transitional State von (95)
Es gibt sehr faszinierende Beispiele im Spiel mit Hologramm und Raum, wie z.B. das Raumbild Box3 von
Harman. Jedoch nicht viele.
Holographie ist heute Chemie, Physik, Prozess, Architektur und Photographie in einem. Es muss beachtet
werden, dass bis heute die Technologie nur einer relativ
kleinen Elite zugänglich ist, die Interesse an einem Gestaltungsmedium haben, welches ähnlich sperrig ist wie
die ersten Computer mit reiner Texteingabe. Als Ergebnis
steht die Raumbilderzeugung. Der Weg dorthin ist heute
pures Handwerk. Ist das noch zeitgemäß? Sicherlich
nicht.
Zurzeit ergibt sich aber die Chance einer Wende. Der
Werkstoff, der seit den letzten Jahren nur einer kleinen Holographie-Elite zur Verfügung stand und für sie
die Darstellung überrealer Raumsituation ermöglichte,
scheint über den Umweg der Sicherheitshologramme
einen Weg in die Massenfertigung zu finden.
Seit ca. 2005 gibt es neue industrielle Prozesse, die
vollfarbige oder monochrome Hologramme erzeugen können, die die aktuellen Regenbogenhologramme sehr bald
ablösen könnten.
RabbitHoles ist eine Firma, die einen Digital-Holographie-Druckservice anbieten. Und so an aktuelle Gestaltungsgewohnheiten anknüpfen. Jungen Medienkünstlern
und Animateuren wird der den Zugang ermöglicht.
(95) Harman (2009): Box3.jpg. Harman, Mary. Online verfügbar unter http://api.ning.com/files/FKIsiYqWFnXa*WqRWPPCI-6kFrJb**hU9sfcbcu7xSpIbYrdg7R
QkA2ZVj0QMrHIh7mtiOFXp0HDyvgzQzyZsqjHwSJXLwGE/Box3.jpg, zuletzt aktualisiert am 28.11.2009, zuletzt geprüft am 07.06.2010
51
56 Ingo Maurer’s Lampe „Wo bis Du Edison“ (96)
(96) Maurer, Ingo: s.71, Catalogues - ingo-maurer-2007-2008 - ingo-maurer. Online verfügbar unter http://pdf.archiexpo.com/pdf/in-
52
go-maurer/ingo-maurer-2007-2008/9512-10317.html, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
3
3.4.7 Hologramme als Raumbilder
Aus der Sicht von „Global Industry Analyst, Inc.” stellt
Kunst und die Gestaltung mit Hologrammen kein wichtiges Segment dar. Doch gerade die Kunst ist essentiell zu Entwicklung des Mediums Hologramm. Aus dem
Blickwinkel des Designs von Produkten für Menschen,
sind Künstler wie so oft die Grundlagenforscher bei der
Frage wie der Mensch auf die Technologie in der Gestaltung reagiert. Er ist gesellschaftlicher Vermittler.
Der Industrie muss jedoch recht gegeben werden, Holographie ist in der Raumbildgestaltung noch nicht angekommen. Nach der Phase des Ausprobierens und der
Entzückung über die Herstellung eines Raumbildes als
Prozess und Happening, folgt langsam die Ernüchterung
und die ernste Suche nach dem Sinn. Ziel ist es eine
wirklich inhaltliche Aufladung und Nutzung, ähnlich der
technologischen Anwendungen, zu erreichen. Dort zeigt
sich die Holographie nicht als Selbstzweck, sondern
spielt seine Alleinstellungsmerkmale gekonnt aus ohne
„laut“ zu sein.
Ingo Maurer hat anlässlich der Verbannung der Glühbirne, die beiden Lampen „Wo bist du Edison“ und
„Edi,Son“ auf den Markt gebracht. Sie Zeigen mit Hilfe
360° Multiplex Hologramms den Geist der Glhbirne an
der Stelle, wo in Zukunft ein Lücke klaffen wird.
Ingo Maurer bewegt sich auf der Grenze zwischen Kunst
und Produkt.
Die Frage stellt sich welche Eigenschaften sich auf Basis
der bisherigen Recherche zusammenfassen lassen damit
das Hologramm als Gestaltungsmedium zur Verfügung
steht.
Zum Beweis in der Massenanwendung gibt es nur
wenige Beispiele, die das Medium als Gestaltungsraum
bereits zeigen. Neben NOKIA versieht auch AMD seine
Prozessoren-Verpackungen mit einem Sicherheitslabel. Das NOKIA-Label zeigt dabei aber mehr Gespür für oder
Respekt vor den Raum. Das Hologramm ist eine Welt
zum Erforschen und nicht nur ein bloßer Erfüllungsgehilfe des Markenschutzes. Es zeigt, dass Hologramme als
Erweiterung des Raumes genutzt aber auch respektiert
werden müssen und hier die gleichen Regeln gelten wie
bei der klassischen Produktgestaltung auch.
aa Volumen-Hologramm von AMD (97)
(97) Flickr (2008): 2715188640_ec7e097749.jpg. Online verfügbar unter http://farm4.static.flickr.com/3211/2715188640_
ec7e097749.jpg?v=0, zuletzt aktualisiert am 29.07.2008, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
53
4
Deshalb sei daran erinnert, dass Produkte auf Basis
des Kräftefeldes, im Bild dargestellt nach Heufler, aus
technologischen, ökologischen, wirtschaftlichen und
menschbezogenen Faktoren entstehen. Die Gewichtung
des Kräftefeldes fällt je nach Unternehmen, Produkt,
Anwendung etc. unterschiedlich aus.
Holographie sollte aus Designsicht ebenso wie andere
Technologien oder Werkstoffe auch nur als Werkzeug
gesehen werden.
78 Produktbestimmende Faktoren (98)
4.1 Aktuelle Einschränkungen
Holographie weist (noch) neben ihrer Leistungsfähigkeit
auch Eigenschaften auf, die zu Einschränkungen führen.
Einige Einschränkungen fallen dabei weniger ins Gewicht
als andere.
Hier seien kurz ein paar Einschränkungen genannt. 4.1.1 Farbgenauigkeit
Regenbogenhologramme strahlen immer durch die Wechselwirkungen mit dem gesamten Spektralbereich der
Sonne oder des Weißlichts in allen Farben.
Transmissionshologramme neigen ebenfalls dazu, Regenbogeneffekte zu erzeugen.
54
(98) Heufler, Gerhard (2004): S.73; Design Basics. Von der Idee zum Produkt. Sulgen: Niggli.
Bei Volumenhologrammen sind die Farben nicht genau
anpassbar. Im Unterschied zu der klassischen Farbwechselwirkung kann die Farbe allein schon durch das
Ausdehnen des Werkstoffes vom Geplanten abweichen,
da sich die Interferenzmuster ausdehnen.
Voll-RGB-Hologramme können mit Weißlicht „betrieben“
werden. Es gibt auch hier heute noch keine genaue
Einstellbarkeit der Farbe. Color-Matching im klassischen
Sinne sollte nicht erwogen werden.
58 Nahaufnahme eines Nokia-Akkumulators
4.1.2 Lesewinkel
Hologramme sind wie ein Fenster mit dickem Rahmen.
Der Blickwinkel kann nicht 180 Grad annehmen. 120 Grad
sind erreichbar. Je größer der Sehwinkel und je tiefer
die Strukturen, desto größer wird der Datenraum. Mehr
Daten müssen mit Licht angetrieben werden. Das Licht
muss gerichtet und von einer Punktlichtquelle ausgehen.
4.1.3 Datenmenge
In der digitalen Verarbeitung stößt die heutige Rechnertechnik an ihre Grenzen. Ein richtig hochwertiges
Hologramm in großen Dimensionen und Filmsequenz
erfordert eine Rechnerinfrastruktur wie jeder anderen
virtuellen Filmproduktion auch.
4.2 Gestaltung von mehr Produktwert:
Wenn Hologramme über die technischen Aufgaben
hinaus Mehrwert für den Benutzer bieten sollen, dann
muss es das Ziel sein, den Nutzer stärker und länger zu
begeistern, als es ohne die Nutzung von Holographie
der Fall ist. Alternativ könnte es eingesetzt werden, um
eine gleiche Ebene der Benutzungsqualität zu erreichen,
dies aber effizienter. Der zweite Weg ist dabei kurzfristig
Kosten senkend, jedoch wenig nachhaltig. Von den Gestaltungselementen sollte nicht die Gefahr der Irritation
ausgeht. 4.2.1 Schein-Raumgestaltung:
Eines der starken Alleinstellungsmerkmale von Hologrammen ist es, dass sie eine echte Illusion eines Raumes mit scheinbar realer Tiefe zeigen können. Vor dem
Hintergrund, dass Produktvolumen Ressourcen kostet,
können Hologramme hier Zwänge kompensieren. Die
Frage stellt sich, wann die Grenze ins Unglaubwürdige
überschritten wird. Die Grenzen zwischen Erlebniserwartung und der Gefahr irritierende Gefühle von Illusion und
Betrug auszulösen, ist im Bereich der Holographie noch
nicht ausgelotet.
55
4
Ableitungen fuer die Prpduktgestaltung
4.2 Gestaltung von mehr Produktwert
Auch Stefan Rieger und Jens Schröter diskutieren in
Ihrem Buch „Das holographische Wissen (99)“ den
Unterschied zwischen durchschautem Schein und täuschendem Schein im Sinne von Illusion in Bezug auf den
Raum im Hologramm. Ihre Empfehlung zielt in Richtung
der Erzeugung von durchschautem Schein, da er authentisch ist für den Betrachter. Die Grenze und die Gefahr
des Übertritts wird vermieden.
Auch hier kann die Lampe von Ingo Maurer wieder als
Beispiel herangezogen werden. Das Hologramm zeigt
seine Durchsichtigkeit. Es verspricht nicht die Anwesenheit einer konkreten Glühbirne, sondern nur den „Geist“,
den Scheinkörper der Glühbirne, welche Vergangenheit
ist.
Dies ist aber auch nach der Aussage von Rieger und
Schröter der nicht so beliebte Weg. Es nimmt dem Gestalter die Möglichkeit, die Illusion einer wahren Realität
zu erzeugen, die sich physisch nicht realisieren lässt,
die im Idealfall für den Nutzer des Produkts ein mehr an
realem Erlebnis erzeugt. Auch liegt sicherlich der Reiz
in der Spannung des Spiels zwischen der Täuschung
und der Entlarvung. Diese Absicht auf dem Rücken des
Produktes auszutragen, erzeugt aber evtl. genau die Art
von Kurzlebigkeit, mit der ein Regenbogenhologramm
heute in Verbindung gebracht wird und zeigt den Unterschied zu dem rational nutzenorientierten Zweig der
technologischen Nutzung von Holographie.
Die Gestaltung mit und im holographischen Raum unter
Berücksichtigung der Produktgesamtgestaltung beruht
auf wenigen Erfahrungen. Den größten Erfahrungsbe-
reich gibt es in der Hologrammkunst, wo das Hologramm zum Bilderrahmen und seiner Positionierung an
der Wand eine Spannung aufbaut, ein Holgramm kein
Bild im klassischen Sinne ist. Das raumbildende Hologramm ist mehr Rauminstallation als Bild
Hologramm ist nicht Stereoskopie, ist nicht TV und nicht
Bild oder Textur einer Lederoberfläche.
81 Nike Half-Cent Sohle (100)
Hologramme müssen in den Gesamtkontext des Produktes gestellt werden. Wie am Beispiel des Hologramms
an der Nike-Schuhsohle zu erkennen, wurde eine Zäsur
zwischen Hologramm und Sohle erzeugt. Eine integrale
Gestaltungsweise könnte sehr spannend sein, da sie
den realen Raum und den Holo-Raum nahtlos verbinden
würde wie das Ufer an einem See.
Nike zeigt, dass trotz Hologrammnutzung durch Volumenauftrag vor dem Hologramm die Gestaltung nicht an
die planare Fläche gefesselt bleiben muss.
Weitere Anwendungsgebiete könnten sein:
Strukturbauteile, deren Profil nicht angetastet werden
darf, eine Strukturmodulierung aber anzuraten wäre, zur
Erzeugung einer besseren Proportion.
(99) Vgl. Rieger, Stefan (2009): S.128ff., Das holographische Wissen. Zürich: Diaphanes Verlag (sequenzia).
(100) Joe (2009): nike-air-penny-12-half-cent-8.jpg. Online verfügbar unter http://www.sneakerobsession.com/wp-content/uploads/2009/02/ni-
56
ke-air-penny-12-half-cent-8.jpg, zuletzt aktualisiert am 09.05.2009, zuletzt geprüft am 09.06.2010.
82 Nike Sportschuhsohle Detail (101)
83 IPad „Spiegel“ (102)
4.2.2 Grenzflächen:
Die Folienoberfläche kann als einziges Element des
Hologramms nicht nur visuelle sondern auch haptisch
wahrgenommen werden und bildet die physische Grenze
zwischen dem Davor und dem Dahinter. Hologramme
haben eine glänzende Oberfläche und sind meist planar.
Durch den zurzeit anhaltenden Trend hin zu polierten
Oberflächen, ergibt sich eine sehr komplexe Überlagerung verschiedenster Abbildungs- oder Wahrnehmungskompositionen für den Betrachter.
Eine glänzende Oberfläche erzeugt dabei wohl eine
Assoziation der Sauberkeit, Ruhe, Klarheit und Präzision.
Es hat aber auch den Nachteil, dass sich die Schalter
heute nur 2D hinter dem Display befinden. Eine Folge ist,
dass das Display berührt werden muss. Dies führt dazu,
dass Hochglanzoberflächen sehr schnell mit Fingerabdrücken der Finger übersät sind.
Hologramme könnten Schalter optisch vor der Fläche
positionieren.
Sensorik kann berührungslos die Näherung des Fingers
als Schaltimpuls deuten.
84 Spiegelnder, klarer
Bergsee am Matterhorn (103)
(101) Footlocker (2009): Nike-Half-Cent_1024x768.jpg. Online verfügbar unter http://unlocked.footlocker.com/wallpaper_images/0000/0442/
Nike-Half-Cent_1024x768.jpg, zuletzt aktualisiert am 08.09.2009, zuletzt geprüft am 04.06.2010.
(102) Die Presse (2010): hitzestau_ipad_schaltet_automatisch_tmp20100407093740.jpg. Online verfügbar unter http://diepresse.com/images/uploads/e/6/6/556646/
hitzestau_ipad_schaltet_automatisch_tmp20100407093740.jpg, zuletzt aktualisiert am 07.04.2010, zuletzt geprüft am 31.05.2010.
(103) Academic.ru (2009): matterhorn_riffelsee_2005-06-11.jpg. Online verfügbar unter http://de.academic.ru/pictures/dewiki/109/matterhorn_riffelsee_2005-06-11.jpg, zuletzt aktualisiert am 10.07.2009, zuletzt geprüft am 31.05.2010.
57
4
4.2 Gestaltung von mehr Produktwert:
4.2.3 Mögliche Orte des Raumbildes
Das Objekt kann wie bereits erwähnt vor, hinter oder
genau in der Folienebene positioniert werden. Die
Grenzfläche ist die einzige Ebene, die dem Benutzer
zur Verfügung steht auch physisch mit dem Hologramm
in Kontakt zu treten. Ein vor der Ebene schwebendes
Objekt ist sicherlich sehr unterhaltsam. Es bleiben aber
Zweifel, ob es aus dem Blickwinkel der Nutzer sinnvoll
ist, ihn durch den Raum „wischen“ zu lassen. In öffentlichen Räumen könnte dies jedoch hilfreich sein, da hier
eine direkte physische Interaktion mit den Flächen nicht
hygienisch ist.
4.2.4 Dominante Farbwelt:
Hologramme haben, wie beschrieben und in den Bildern
erkennbar auch bei Nutzung von Volumenhologrammen
heute eine eingeschränkte Farbstabilität und Genauigkeit, wenn das Licht nicht genau kontrolliert wird.
Sehr interessantes Beispiel stellt eine NIKE Medienaktion anlässlich der Rugby WM 2007 dar. NIKE hatte hierzu
in Paris eine Schaufensterfront weiß gestaltet und die
grün-blauen Hologramme eingebracht.
Die neuesten Hologramme werden dies wahrscheinlich
optimieren, wie es bereits in dem Bild „The Hide“ von
dem Künstler Taron, welches Computer gestaltet ist und
eine Animation enthält, während
das Reflektionshologramm von Gantet analog erstellt
worden ist.
Es stellt sich aber immer noch die Herausforderung nach
der kontrollierten Lichtquelle. Lösung kann ein von hinten beleuchtetes Hologramm sein, ähnlich des vorweg
beschriebenen VHO Prinzips. Herausforderung stellt hier
der Bauraum dar, da der durch die Folie erkämpfte Raum
teilweise oder ganz verschenkt wird.
85 Scott Motorcross Schutzbrille
mit Reflektionshologramm (104)
86 Nike Schaufensterfront animierte Hologramme (105)
(104) Mini.jpg (2009). Online verfügbar unter http://cdn2.ioffer.com/img2/wantad/968/379/mini.jpg, zuletzt aktualisiert am 03.12.2009, zuletzt geprüft am 03.06.2010.
58
(105) Syndime (2007): Nikestreet.jpg. Online verfügbar unter http://www.syndime.com/pics/Nikestreet.jpg, zuletzt aktualisiert am 28.09.2007, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
87 CG-Hologram „The Hide“ von Taron (106)
88 Analoges Reflektionshologramm
einer Orangenlimonade (107)
106) Taron (2008): taron_the_hide_l.jpg. Online verfügbar unter http://www.gnomongallery.com/shows/2008/rabbitholes/images/pieces/product_images/taron_the_hide_l.jpg, zuletzt aktualisiert am 18.09.2008, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
(107) Ultimate-Holography (2010): OranginaGauche.jpg. Online verfügbar unter http://www.ultimate-holography.com/images/newgallery/images/OranginaGauche.jpg, zuletzt aktualisiert am 19.01.2010, zuletzt geprüft am 05.06.2010.
59
4
4.3 Anwendungsideen
4.3.1
Markenschutz Add-On
Hologramm basierter Markenschutz wird zurzeit vor
durch holographische Aufkleber erreicht. Es gibt keine Beispielanwendungen, bei denen das Hologramm
Gestaltungselement ist und gleichzeitig kommuniziert,
dass es Sicherheitsfunktionen gegen das Kopieren
besitzt. Im gewissen Masse gilt dies aber umgekehrt,
da der Sicherheitsaufkleber gleichzeitig Kommunikationsmedium ist für hochwertige und schützenswerte Ware. In Zukunft könnte eine besondere ganzheitliche Gestaltung diesen Aspekt aufgreifen.
Eine Hologrammfolie kann bis zu ca. 1000 Einzelhologramme abspeichern. Durch die Ansteuerung aus verschiedenen Lichtrichtungen können diese kontrolliert ausgegeben
werden. Der Schreibprozess ist dabei aufwendiger, die
Benutzung und Funktion ist um ein Vielfaches einfacher.
Aufzüge, Transportmittel etc.
4.4 Bendigen eines neuen Mediums
Der Prozess des Verstehens was das Medium Hologramm
ist, was es kann und was es bedeutet, ist immer noch
im Bereich der Bildtheorie im vollen Gange (vgl.108) und
im Bereich der Designtheorie noch nicht angekommen.
Holographie ist für die Produktgestaltung noch
nicht im vollen Umfang nutzbar. Das Bewusstsein und die Vorstellungswelt was möglich sein
könnte und welche Konsequenzen es beim Nutzer erzeugt, ist noch nicht vorhanden.
Farbe, Glanz, Raum, Struktur, Licht, Perspektive, Mensch
und Objekt erzeugen im Hologramm und im Umfeld eine
Fülle sehr komplexer Wechselwirkungen. Iterationen zur
60
4.3.2 Robuste, energieschonende Interaktivität
Neben der Raumerzeugung kann eine weitere Eigenschaft
von Hologrammen ausgenutzt werden, damit komplexe Benutzerschnittstellen an Investitionsgütern über
lange Jahre dynamische Schalteranordnungen zeigen
können, ohne dass ein Touchscreen notwendig wird.
Erfahrungssammlung sind notwendig, um Glauben in
Wissen zu verwandeln. Es ist ein artifizielles Medium,
das immer noch die Hoffnung weckt dem „Heiligen Gral“
der Abbildung der wahren Realität, sogar der surrealen
überhöhten Realität, nahe kommen zu können. Es zeigt
sich im Resultat aber oft als die Box der Pandora, in
Form der Welt des Kitschs, ausgedrückt durch chaotische
Farbenspiele und banale Raumeffekthascherei. Holographie kommt damit oft einem beeindruckenden aber
stummen Bodybuilder gleich, für den es keine Arbeit gibt,
die ihn voll auszulasten scheint, er sich aber auch nicht
äußern kann dass er mit weniger auch zufrieden wäre. (108) Vgl. Schröter, Jens (2009): S.297, 3D. Zur Geschichte, Theorie und Medienästhetik des technisch-transplanen Bildes. Univ., Habil.-Schr.--Siegen, 2008. München: Fink.
5
74 Unterschied zwischen Markt-
Wortbelegung und Technologiedefinition
TechnologiefeldHolographie
WortbelegungHolographie im Markt
Holographische Technologien bilden heute bereits ein
faszinierendes und teilweise auch ein etabliertes Feld.
Im Rahmen der Recherche wurde erkannt, dass
viele Anwendungen existieren, die nicht vordergründig mit der Holographie in Verbindung stehen, aber wichtige Bauelemente oder Funktionen
nur durch die Holographie ermöglicht werden.
Es bildet sich ein andere Bereich, der mit
dem Begriff Hologramm in Verbindung
steht, jedoch nicht holographisch ist.
Es ist anzunehmen, dass Holographie aus
Sicht der technologischen Anwendungen weiterhin neue Anwendungen erzeugen wird.
Im Bereich des Markenschutzes halten komplexere Volumenhologramme Einzug. Der Einsatz dieser Hologramme
wird, basierend auf größeren Produktionsmengen günstiger. Anderen Anwendungsfeldern wird der Einsatz von
Hologrammen in der Produktgestaltung erleichtert.
Beispiel hierfür sind die aktuellen Trends in der Medientechnik. Hier werden Stereoskopie, Autostereoskopie,
Volumentechnologien, Augmented Reality Applikationen sowie alle Arten transparenter Displaytechnologien
mit dem Begriff Holographie oder Hologramm belegt.
61
5
Reality - Virtual Continuum
Real
Environment
Augmented
Environment
Augmented
Virtuality
Vituality
Environment
75 Reality-Virtuality Continuum nach Kishino und Milgram (109)
Dabei stellen aber gerade die neuen Mixed-Media Trends
vielleicht eine Hürde dar. Passive Hologramme beweben
sich auf Grund Ihrer Namensverwandtschaft zu nahe an
diesen hochdynamischen Medien. Dabei aber ganz andere Eigenschaften und Nutzenszenarien ermöglichen. Dies
führt zu Irritation
Schönes aktuelles Beispiel ist der Einzug von „augemented surface labels“, die von Mobiltelefonen erkannt und
mit einem virtuellen „3D“ Bild belegt werden.
Dem Computerbild fehlt die echte Räumlichkeit, während
es den passiven Hologrammen an der Fähigkeit fehlt mit
dem Benutzer eine echte Interaktion aufzubauen. AR ist
eine faszinierende Illusion. Die umgekehrte Variante des
Vampirs, der sich nicht im Spiegel sieht. Hier sieht der
Betrachter ein Objekt im Bildschirm-Spiegel, das er in
der Realität nicht sehen kann. Vor allem die Interaktion
zwischen zwei Subjekten (Mensch-Mensch, MenschObjekt) ist es, die in den letzten Jahren immer wichtiger
wurde, so zu sagen die Sozialisierung des Produkts.
Passive Hologramme können hier wenig bieten. Dafür
geben Hologramme eine Räumlichkeit wieder, so dass
Raumbilder auf einen zukommen können. Das Hologramm erzeugt einen echten wahrnehmbaren Raum im
Hirn des Betrachters, durch den der Blick wandern kann.
Augmented Reality auf Basis aktueller Bildtechnologien
erlaubt auch in Zukunft maximal einen stereoskopischen
Eindruck, die eine Ebenenstaffelung aufweist.
Ist ein Hologramm deshalb nicht eher ein Isoliertes Medium? Ein Medium mit mehr Darstellungsqualität, aber
doch unnahbar, während Augmented Reality viel mehr
den Bedürfnissen nach Bindung nachkommt?
Diese Diskussion führt in die Richtung warum DAT verlor
während MP3 und damit der Tauschhandel so einen
Boom erlebte. Der Gedanke soll hier vorerst nicht weiter
verfolgt werden.
76 Vergleich Augmented Reality Applikation von GE
2009 und Hologramm von 1966 (110,111)
(109) Universität Linz (2006): vr-continuum.png (PNG-Grafik, 541x134 Pixel). Online verfügbar unter http://www.dma.ufg.ac.at/
assets/13964/intern/vr-continuum.png, zuletzt aktualisiert am 10.04.2006, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
(110) Johnson, Russel (2009): AugmentedReality.jpg. Online verfügbar unter http://connectedtraveler.com/wordpress/wp-content/
uploads/2009/09/AugmentedReality.jpg, zuletzt aktualisiert am 10.09.2009, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
(111) Johnson, Russel (2009): AugmentedReality.jpg. Online verfügbar unter http://connectedtraveler.com/wordpress/wp-content/
62
uploads/2009/09/AugmentedReality.jpg, zuletzt aktualisiert am 10.09.2009, zuletzt geprüft am 08.06.2010.
5
5.1 Vision
Denn es steht nicht die Frage im Raum, ob eine ambiente Augmented Reality kommen wird, sondern wie und ob
holographische Prinzipien einen Beitrag leisten können.
Mittelfristig ist dies im Bereich der Projektionstechnologie möglich, wenn die Datenmengen beherrschbar
werden. Vielleicht wird das Wissen, das Menschen
projizierte Interferenzprojektionen direkt in Raumkörperwahrnehmungen transformieren können, die Vision
ermöglichen, das Bilder direkt am oder im Auge verarbeitet werden, siehe Bild 75.
77 Vision Datenlinse (112)
Überlegungen welches Gerät dann noch holographisch
sein wird, sind in jenem Augenblick im Bereich der Displaytechnologie irrelevant. Das „Fenster in eine andere Welt“, der Screen, wird direkt an unserem Sehnerv
beginnen. Technologie als Killerapplikation.
Aber nicht jeder Bereich im Leben und in Bezug auf Produkt benötigt einen Screen oder diese Interaktivität. Vor
allem benötigt diese Art der aktiven virtuellen Interaktivität Unmengen an Energie. Hologramme sind im Gegensatz zu VR-Anwendungen vor allem eins, sie sind analog.
Mit ihrer hohen Darstellungsgenauigkeit und der Unabhängigkeit von Rechnerleistung zur Erzeugung halbinteraktiver Raumillusionen in der Flucht der Projektionsfläche, sollte sich jenseits von Streaming-Media und
Prinzessin Leia ein nutzen finden lassen.
(112) img _8791.jpg (2009). Online verfügbar unter http://www.wired.com/images_blogs/gadgetlab/2009/09/img _8791.jpg, zuletzt aktualisiert am 09.09.2009, zuletzt geprüft am 02.06.2010.
63
6
Fazit
Die Holographie als Technologie zur Belegung von Lichtwellen mit Information auf Basis von Interferenzmustern,
ist mehr als 60 Jahre alt. Der Einsatz der Holographie
und die im Markt vertretene Meinung was Holographie
bedeutet, haben unterschiedliche Wege eingeschlagen.
Es gibt Überlappungsfelder. Die Auffassung jede 3D
Raumwahrnehmung sei holographisch falsch. Holographie kann viele andere sinnvolle Funktionen in der
Lenkung von elektromagnetischen Wellen erfüllen, die
nicht mit einer Raumwahrnehmung durch den Menschen
zusammenhängt. Im Rahmen der Arbeit wurde festgestellt, dass folienbasierte Holographie sowohl ein vitales
Aktionsfeld in der einfachen Optik, siehe Solar, als auch
im Markenschutz belegt. Parallel stellt sich die Frage
nach der Nutzung der Holographie im Bereich der Raumbildgebung. Dies ist noch nicht die Domäne von Designern sondern von einer kleinem Künstler-, Tüftler- und
Forschergemeinde. Regenbogenhologramme eigenen sich
dazu wenig, aber gerade die neuen, zur industriellen
Herstellung gedachten, voll-farbigen und im Weißlicht
rekonstruierenden Hologramme, können zusammen mit
neuen digitalen Fertigungsmethoden auch dem Designer
und deren Werkzeugen eine bessere Zugänglichkeit und
Möglichkeiten in der Produktgestaltung bieten.
Zur Nutzung der Möglichkeiten und der Wechselwirkung
zwischen Mensch, Hologramm und Produkt gibt es wenige Erfahrungen. Während Bildtheoretiker diskutieren, ob
das Raumbild eines Hologramms mehr Rauminstallation
ist oder noch Bild ist, da es planar ist. Denn Hologramme werden falsch eingeschätzt. In der Geschichte der
Holographie haben schon viele Gestalter geglaubt, dass
Hologramme nützlich seien. Außer in der Kunst und hier
auch nur limitiert, hat sich der Glaube nicht bewahrheitet.
64
Dies scheint von Ausnahmen wie Ingo Maurer und dem
Nokia-Sicherheitslabel weniger die Schuld der Technologie, als vielmehr die konstante ernsthafte Auseinandersetzung und Einbringung von Inhalten und Sinn. Hier
greift die Aussage von Krippendorf „Design is making sense
of things!“ Durch das Fehlen von Sinnvollem erscheint der
Raum schnell sinnleer, egal wie voll er ist.
Kurz gesagt es fehlt an konkreten handfesten Anwendungsproblemen und Produkt-Vorentwicklungen, bei
denen Hologramme direkt von Anfang an als Werkzeug
und Option mit eingeplant werden und an denen sich
wirklich überprüfen lässt ob Holographie ein sinnvolles
Gestaltungsmedium ist. Wenn nicht, bleibt festzuhalten, dass Hologramme
bereits sehr viel erreicht haben. Zwar wurden bis heute
die hohen Erwartungen der Science Fiction Autoren nicht
erfüllt, die Vision eines idealtypischen Hologramms war
aber bis heute ein Keim unzähliger neuer Anwendungen.
Diese beruhen oft nicht auf den Prinzipien der Holographie, wie die Augmented Reality. Die Erwartungsräume
werden aber Schritt für Schritt mit neuen Lösungen
aufgefüllt.
Es bleibt spannend zu sehen, welche Vision als nächstes
mit dem Begriff Hologramm verbunden wird und ob eines Tages eine Konvergenz zwischen den Welten wieder
statt findet.
Die voll paralaktische Raumwahrnehmung kann aber
auch morgen nur ein echtes Hologramm oder die Realität in unserem Kopf erzeugen.
(113) Krippendorff, Klaus (2006): S.1 The semantic turn. A new foundation for design. Boca Raton: CRC Taylor & Francis (Human-centered design/art and philosophy).
7 Appendix
7.1Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1„Wo bis Du Edison?“ von Ingo Maurer, Katalogabbildung
Abbildung 2 Holo-Deck Skizze
Abbildung 3 Google Street View Box „Holodeck“ Abbildung 4 Szenenbild aus „Star Wars“ - Projektion von Prinzessin Leia Abbildung 5 Darstellung aus AVATAR
Abbildung 6 16 Projektoren erzeugen eine autostereoskopische, volumetrische Filmsequenz Abbildung 7 Google-Doodle anlässlich des 110 Geburtstags von Denis Gabor
Abbildung 8 Dennis Gabor (vgl. )
Abbildung 9 Original Augen-Hologram aus den 70ern von „holocraft“
Abbildung 11 einfaches Computer generiertes Interferenzmuster Abbildung 12 Sehr großes Computer generiertes Display Hologramm von syn4D 2007 Abbildung 13 Lichtmodelle
Abbildung 14 Eine einfache Wasserwelle Abbildung 15 Schematische Darstellung elektromagnetische Transversalwellen.
Abbildung 16 Das Spektrum elektromagnetischer Wellen
Abbildung 17 3D-Falschfarbendarstellung von monochromatischem kohärentem Licht Abbildung 18 Kohärente Laser in RGB an der Universität Jena
Abbildung 19 Aufbau einer Laserdiode in einem Laserpointer
Abbildung 20 Regenbogenhologramm als Ohrring
Abbildung 21 Beugung von Licht, Beispiel optischer Datenträger
Abbildung 22 Beugung eines monochromatischen Lichtstrahl am Spalt
Abbildung 23 Interferenzmuster unendlich vieler Wellen
Abbildung 24 Beugung am Spalt
Abbildung 25 Beugung und Interferenz an durch zwei Kanten eines Objektes.
Abbildung 26 Schematischer Aufbau zur Überlagerung zweier Lichtbündel nach Fresnel
65
Abbildung 27 Interferenzmuster neutral und mit Objekt
Abbildung 28 Schematische Darstellung Transmissionshologramm Aufnahme und Rekonstruktion
Abbildung 29 Schematische Darstellung Erzeugung und Rekonstruktion eines Reflektionshologramm
Abbildung 30 RGB Reflektionshologramm und Figur
Abbildung 31 Holgramm-Puzzle von Ligh-Fantastic
Abbildung 32 Puzzle Einzelteile von Light-Fantastic
Abbildung 33 Regenbogenhologramm als Kellog’s Beilage
Abbildung 34 Wirkkette zwischen Licht, Objekt, Auge und Gehirn Abbildung 35 Schema Anatomie Sehappart
Abbildung 36 Stereoskop einer Tastatur
Abbildung 37 Maximaler Betrachtungsraum pro Betrachtungspunkt vor der Interferenzebene
Abbildung 38 Möglicher Betrachtungs- und Bewegungsraum
Abbildung 39 Transmissionshologram von 1966
Abbildung 40 Mastercard begründet vor gut 25 Jahren den Hologramm-Markenschutz
Abbildung 41 Prägehologramm auf einer Kreditkarte
Abbildung 42 Computer generiertes Hologramm von Holoprint Abbildung 43 Metalloberfläche mit Hologramm am Fraunhofer Institut
Abbildung 44Lichtbeugungsoptik in Glas oder Kunststoff
Abbildung 45 Folien-Prägemaschine
Abbildung 46 Beispiel Blickpunkt und Holgrammebenen
Abbildung 47 Standard Folienrollen
Abbildung 48 Sicherheitshologramm auf Banknote
Abbildung 49 Neues Volumenhologramm von Sony
Abbildung 50 Querschnitt-Skizze aus DaiNippon Printing Patent
Abbildung 51 RGB-Laser Hologramm-„drucker“ von RabbitHoles
Abbildung 52 Computer generiertes RGB-Hologramm auf Folie von „View Holographics“ Abbildung 53 3D-Studio MAX Hologrammaufbau
Abbildung 54 Reflektions Hologramme
Abbildung 57 Tablettenverpackung mit transparentem Prägehologramm
Abbildung 58 Nahaufnahme eines Nokia-Akkumulators
Abbildung 59 Seitliche Darstellung des Labels
Abbildung 60 Sony’s neues Hologramkonzept
Abbildung 61 Hologramm mit Rueckbeleuchtung in einer Kiste
66
Abbildung 62 Mikrolinsen-Hologrammstruktur von HoloPro Abbildung 63 DNP Hologramm Folienpräsentation am ETlab
Abbildung 64 Head Up Display Computer Rendering von BMW
Abbildung 65 Erhöhte Lichtausbeute durch Beugung und Totalreflektion
Abbildung 66 Lichtbeugungsfolie zur Umlenkung von Sonnenlicht
Abbildung 67 Idee über von einem zuckersensitiven Hologramm
Abbildung 68 Schematische Darstellung eines Interferenz-RGB-Projektors
Abbildung 69 Querschnittdarstellung Mini-Motors Center Globe
Abbildung 70 Mini-Motors Konzept „Center Globe“
Abbildung 71 Das Sehfenster deckt nur einen kleinen Teil des möglichee Bilddatenraums ab
Abbildung 72 Schematische Darstellung Sub-Hologramme
Abbildung 73 Erster Prototyp eines wiederbeschreibbaren Hologramms
Abbildung 79 Kellog’s Beilage zerschnitten
Abbildung 80 Uhr mit Hologramm
Abbildung 55 Box3 aus Transitional State von Abbildung 56 Ingo Maurer’s Lampe „Wo bis Du Edison“
Abbildung 78 Produktbestimmende Faktoren
Abbildung 81 Nike Half-Cent Sohle
Abbildung 82 Nike Sportschuhsohle Detail
Abbildung 83 IPad „Spiegel“
Abbildung 84 Spiegelnder, klarer Bergsee am Matterhorn
Abbildung 85 Scott Motorcross Schutzbrille mit Reflektionshologramm
Abbildung 86 Nike Schaufensterfront mit animierten Hologrammen
Abbildung 87 CG-Hologram „The Hide“ von Taron Abbildung 88 Analoges Reflektionshologramm einer Orangenlimonade
Abbildung 74 Unterschied zwischen Markt-Wortbelegung und Technologiedefinition
Abbildung 75 Reality-Virtuality Continuum nach Kishino und Milgram
Abbildung 76 Vergleich Augmented Reality Applikation von GE 2009 und Hologramm von 1966
Abbildung 77 Vision Datenlinse
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Holographische Folientechnologie

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