3D-Kino ohne lästige Spezialbrille
Den Traum vom dreidimensionalen Kinogenuß ohne eine besondere Farbbrille hegen nicht nur Cineasten. Mit einer neuen Aufnahmetechnik könnte er schon bald in Erfüllung gehen. Dänische Forscher schossen jetzt erstmals holografische Sofortbilder.
Die Grundlage für das Kino der Zukunft haben jetzt dänische Physiker gelegt: Mit einer neuen Technik wollen sie dreidimensionale Filme in den Raum zaubern, in deren Genuß man auch ohne die sonst üblichen farbigen 3D-Brillen kommt. Ihre Technik basiert auf der Holographie: auf statischen, dreidimensionalen Bildern, die sie blitzschnell herstellen können – und die sie nun das Laufen lehren wollen.
Federführend bei dieser Forschung ist der am dänischen National-Labor in Risoe arbeitende Physiker P. S. Ramanujam. Der gebürtige Inder entwickelte zusammen mit Kollegen eine Aufnahmetechnik, mit der man erstmals holografische „Sofortbilder“ schießen kann. Bis zu 100 Bilder in der Sekunde sind möglich – genug für bewegte Holografien und dreidimensionales Kino.
Holografien zählen zu den faszinierend-sten Trugbildern, die der Mensch jemals erschaffen hat. Mit dieser Technik abgelichtete Personen, Straßenzüge oder beliebige andere Objekte erscheinen wie von Geisterhand mitten in den Raum gestellt, lebensecht und dreidimensional: Wer den Kopf nach rechts oder links bewegt, kann sogar hinter die dargestellten Objekte schauen, so als würden sie wirklich dort stehen.
Holografische Effekte begleiten mittlerweile das tägliche Leben: Schillernde Bildchen auf Scheck- und Kreditkarten sowie auf Geldscheinen beweisen deren Echtheit, denn beim Fotokopieren geht der 3D-Effekt verloren. Doch die Weißlicht-Hologramme – so genannt, weil sie in gewöhnlichem Umgebungslicht sichtbar sind – verblüffen den Betrachter nicht annähernd so stark wie klassische Holografien, die nur in Laserlicht oder speziell gefiltertem Normallicht ihre frappierende Wirkung entfalten. Solche mitten im Raum erscheinenden 3D-Szenen sind etwa im New Yorker „Museum of Holography“ zu bestaunen.
Klassische Holografien basieren auf einem bereits 1947 vom britisch-ungarischen Physiker Dennis Gabor ersonnenen Prinzip. Bei der „Aufnahme“ geht es ähnlich zu wie im Fotostudio: In einem dunklen Raum wird gebündeltes Licht auf das abzubildende Objekt geworfen, das davon reflektierte Licht schwärzt eine daneben stehende Fotoplatte.
Mit ultrakurzen Laserblitzen entstehen Hologramme als Sofortbild
Das Licht ist kohärent: Seine Wellenberge und -täler schwingen also nicht wie im gewöhnlichem „Licht-Salat“ wild durcheinander, sondern in strenger, gleichförmiger Ordnung – „in einer Phase“, wie die Physiker sagen. Außerdem wird ein zweites, ebenfalls kohärentes Lichtbündel als sogenanntes Referenzlicht auf einen neben dem Objekt stehenden Spiegel gerichtet, dessen Reflexionen ebenfalls die Fotoplatte treffen. Auf dieser überlagern sich nun die vom Objekt und vom Spiegel zurückgeworfenen Wellen. Dadurch kommt es zu Auslöschungen oder Verstärkungen – je nachdem, ob ein Wellenberg mit einem anderen Wellenberg oder mit einem Wellental zusammenfällt. Das daraus resultierende Überlagerungsmuster, Physiker nennen es Interferenzmuster, hält die Fotoplatte als Hologramm fest. In diesem Muster sind sämtliche räumlichen Informationen des Objektes gespeichert – obwohl die Fotoplatte nur zweidimensional ist.
Nun wird die Fotoplatte entwickelt und in ihrer vorherigen Position wieder aufgestellt, das Objekt wird zur Seite geräumt. Um es an seiner ursprünglichen Stelle als Holografie sichtbar zu machen, genügt es, die Fotoplatte mit dem Referenzlicht zu beleuchten (das erste Lichtbündel wird ausgeschaltet). Statt eines Fotos kann – bei der sogenannten Transmissions-Holografie – auch ein Diapositiv verwendet werden, das dann von hinten mit dem Referenzlicht durchleuchtet wird.
Ideale kohärente Lichtquellen sind Laser, die etwa 1960 anwendungsreif wurden. Gabor mußte sich daher bei seiner Erfindung behelfen, indem er aus einer herkömmlichen Lichtquelle kohärente Bündel herausfilterte. Heute jedoch verwendet man in der Holografie nur noch Laser.
Einen kleinen Laser setzt auch der Risoe-Forscher Ramanujam ein, der bei seinen Experimenten nach der Transmissions-Methode vorgeht. Neu ist, daß er statt eines Dias eine spezielle Polymerschicht verwendet, die sein Kollege Soeren Hvilsted entwickelt hat. In diese läßt sich das Hologramm mit einem einzigen ultrakurzen Laserblitz „einbrennen“. Vorteil: Die langwierige Entwicklung im Fotolabor entfällt. Die Polymer-Hologramme entstehen gleichsam als Sofort-Bild – in der atemberaubend kurzen Zeit von fünf Milliardstel Sekunden. Sie sind ebenso wie Fotos jahrelang haltbar, lassen sich bei Bedarf aber auch schnell wieder löschen – bei Temperaturen um 80 °C oder mit ultraviolettem Licht.
Weiterer Vorteil ist, daß sich die Polymer- „Dias“ sofort projizieren lassen. Damit das holografische Bild nicht auf das Objekt fällt, beleuchtet Ramanujam das frisch geschossene Polymer-Dia von hinten. Vor dem Dia befindet sich eine große Lupe, durch die man die holografische Aufnahme dann betrachten kann.
Bislang hat Ramanujam nur sehr kleine Objekte von etwa einem Quadratzentimeter Größe holografisch abgelichtet. „Dafür reicht mein billiger Labor-Laser aus“, sagt der Forscher, „denn mein Budget ist knapp bemessen.“ Zur Ausleuchtung größerer Objekte aber wäre ein entsprechend stärkerer Laser nötig.
Als nächstes will Ramanujam das „holografische Kino“ erproben. Sein Laser kann 20mal pro Sekunde blitzen. Damit ließe sich ein fortlaufender „Kino-Film“ aus Polymer-Dias belichten. Alternativ könnten sich die Dias auf einer rotierenden Scheibe befinden, wobei sie nach jeweils einer halben Umdrehung wieder gelöscht werden.
Als „Motive“ für seine Filme schweben Ramanujam zunächst wachsende Zellkulturen im Zeitraffer vor, später kleine innere Organe. Damit könnten 3D-Filme Wissenschaftlern präzisere Studien ermöglichen.
Aufwendige Leinwandszenen mit Menschen sind allerdings schwieriger auf Polymer zu bannen, weil die dann nötigen stärkeren Laserblitze die Augen schädigen können. Die Helden müßten deshalb – wie in „Easy Rider“ – vorwiegend Sonnenbrillen tragen. „Das wird sich erst ändern, wenn empfindlichere Polymere und bessere Laser zur Verfügung stehen“, meint Ramanujam. Bis Klassiker wie „Vom Winde verweht“ als holografischer Film ins Kino kommen, dürften daher noch rund 20 Jahre ins Land gehen.
CLAUS-PETER SESIN
Hologramme, in Sekundenbruchteilen angefertigt und ebenso schnell wieder gelöscht, sind die technische Voraussetzung für dreidimensionale Kinofilme.
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