Компьютерная голография

(Январь 2001)

cgh0

Наступает эпоха ГКГ

Уже весьма скоро конструкторы и врачи смогут манипулировать подвижными трехмерными изображениями, свободно висящими перед ними в воздухе, а не на экранах компьютеров.

Так, во всяком случае, утверждают инженеры-разработчики из DERA (Defence Evaluation and Research Agency ), крупнейшего в Западной Европе научно-исследовательского центра, ныне принадлежащего Министерству обороны Великобритании, а в ближайшем будущем ожидающего приватизации.

По словам разработчиков DERA, работающих над созданием голографической рабочей станции, автомобильные дизайнеры получат возможность формировать кузов машины голосом и легкими касаниями пера к модели, тут же наблюдая, как та или иная идея будет выглядеть в натуре.

cgh1

Хирурги смогут вращать объемные картины результатов сканирования мозга, чтобы выявить повреждения, военные получат новые дисплеи для представления тактической информации, ну а в целом принципиально нового уровня программы визуализации и симуляторы появятся в самых разных областях.

Читать «Компьютерная голография» далее

Хочешь сверху, хочешь сбоку

(Июнь 2002)

Совсем короткий инфо-материал о двух интересных технологиях 3D-дисплеев. Технологиях, надо подчеркнуть, разработанных весьма давно, но в силу некоторых причин так и не получивших распространения по сию пору.
Actuality-DNA
Группа ученых-исследователей из UCLA, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, открыла новое твердокристаллическое прозрачное вещество, молекулы которого под действием электромагнитного поля ведут себя по сути так же, как молекулы жидких кристаллов, используемые в плоскопанельных компьютерных дисплеях.

Это значит, что грамотно манипулируя полем вокруг синтезированного в UCLA кристалла можно в любой точке его объема изменять степень прозрачности и цвет вещества, причем с огромной скоростью вплоть до миллиардных долей секунды.

Иначе говоря, родилась еще одна оригинальная технология, в недалекой перспективе сулящая не только появление новых 3-мерных телевизоров и дисплеев, но и, быть может, оптических компьютеров с совершенно фантастическими объемами памяти.

По оценкам разработчиков, новое кристаллическое вещество со временем можно будет вырабатывать в условиях относительно недорогого массового производства, в виде крупных монолитных блоков, причем первые коммерческие твердо-кристаллические 3D-экраны могут появиться в продаже уже через несколько лет.

Тем временем молодая американская компания Actuality Systems (www.actuality-systems.com) уже вывела на рынок 3D-дисплей собственной оригинальной разработки, предназначенный, правда, не для бытового, а для профессионального применения в биотехнологических, военных, или инженерно-конструкторских областях.

Actuality-Military

Аппарат реализован в виде стеклянной сферы на подставке и с помощью хитроумного проектора позволяет натуралистично и в пространственном объеме воссоздавать результаты работы стандартных компьютерных программ 3D-визуализации.

Читать «Хочешь сверху, хочешь сбоку» далее

По волнам холопамяти

(Март 2003)

Про технологию голографической памяти — которая давно грядет, но все никак не придет.

cover

Устройства хранения информации на основе лазерной оптики уже на протяжении двух десятков лет, со времени появления CD в начале 1980-х, входят наряду с магнитными накопителями в базисный набор современных технологий внешней памяти.

Но как для магнитных носителей, так и для CD, и для более продвинутой на этой основе технологии DVD, всегда присутствуют принципиальные ограничения на емкость хранения, вызванные особенностями методов записи, по сути своей «плоских», т.е. размещающих информацию лишь на поверхности запоминающей среды. Как известно, эти неудобства обычно преодолеваются «в лоб» — двусторонней записью, установкой пакета параллельных пластин в жестком магнитном диске или нанесением нескольких полупрозрачных слоев в DVD.

Одновременно, однако, уже многие годы ученые и конструкторы работают над созданием принципиально иной технологии хранения информации, получившей название голографическая память и задействующей не поверхность, а весь объем запоминающей среды. Благодаря голографическому методу записи/считывания появляется возможность не только существенно увеличить емкость хранения информации, но и скорость ее обработки.

Читать «По волнам холопамяти» далее

Межвидовое общение

(Июнь 2010)

Система акустических коммуникаций дельфинов пока еще чересчур сложна, похоже,  для ее освоения человеком. Более простой путь к общению – это освоение дельфинами человеческих технологий. Вроде планшета iPad.

Merlin

В июле этого (2010) года группа исследователей-дельфинологов SpeakDolphin.com из г. Майами, Флорида,  начинает большой цикл экспериментов с целью установления устойчивой двусторонней формы общения между человеком и дельфинами.

Данный проект был анонсирован в средствах массовой информации еще в мае, когда лидер группы Джек Кассевиц (Jack Kassewitz) в сотрудничестве с молодым дельфином-двухлеткой по имени Мерлин, постоянно живущим в мексиканском дельфинарии Dolphin Discovery, продемонстрировали принципиальную возможность использования сенсорного планшета iPad в качестве своеобразного транслятора-переводчика при коммуникациях между различными биологическими видами.

Хотя в биологической науке в целом по сию пору нет единодушного согласия относительно того, можно ли вообще систему коммуникаций дельфинов называть «языком общения», у исследователей-дельфинологов на этот счет обычно никаких сомнений нет.

Джек Кассевиц, в частности, много лет работающий над изучением коммуникационных особенностей дельфинов, абсолютно уверен как в наличии у этих животных весьма развитого разума, так и чрезвычайно продвинутого языка общения друг с другом. Язык этот, правда, по причинам давно разошедшихся путей эволюции, мало похож на человеческий.

Новейшие результаты исследований позволяют предполагать, что сложной структуры высокочастотные звуки, издаваемые дельфинами под водой, способны передавать информацию, которая в терминах физики является, по сути, акустической голограммой.

Поскольку люди обычно не общаются голограммами, но тоже могут объясняться картинками-символами,  Кассевиц ныне вплотную занялся проектом по созданию такого символьного языка, который и дельфины, и люди могли бы использовать хотя бы для примитивных коммуникаций друг с другом.

Конечно, куда заманчивее было бы создать технику, генерирующую и воспринимающую акустические голограммы дельфиньего языка, однако это, видимо дело достаточно отдаленного будущего.  Мы же сейчас находимся лишь в самом начале данного пути.

Одним из важнейших прорывов к пониманию сути и к дешифрованию языка дельфинов можно, наверное, считать недавнее, 2008 года британо-американское исследование, проведенное SpeakDolphin.com совместно с английским инженером-акустиком Джоном Стюартом Рейдом (John Stuart Reid). В  ходе  этого проекта были получены первые адекватные и сделанные в высоком разрешении изображения тех звуков, что дельфины издают в воде.

Ключевым элементом технологии, на которую опирались исследователи, стал так называемый КимаСкоп (см. сайт CymaScope.com) – новый инструмент акустического анализа, сконструированный Рейдом и раскрывающий внутренние подробности в структуре звуков, что позволяет изучать их как картинку-паттерн.

(Для общей информации здесь следует, наверное, пояснить, что «кима» – по-гречески «волна». От этого корня пошло название «киматика» – направление акустики, занимающееся визуализацией звуков и вообще колебаний. Наиболее известным примером киматического направления исследований являются «фигуры Хладни» – разнообразные фигуры-узоры, формируемые песчинками, рассыпанными на поверхности колеблющихся мембран.)

По сути дела, в основе кимаскопа Рейда лежит тот же принцип, что и у мембран с фигурами Хладни, только в этом приборе в качестве мембраны используется поверхностное натяжение воды ( «потому что вода реагирует быстро и способна раскрывать сложные структуры в форме звука», как комментирует конструктор). Затем все эти тонкие детали вибраций могут быть зафиксированы с помощью цифровой камеры.

Предшествовавшие технологии для анализа звуков дельфинов обычно использовали спектрограф, отображающий звуки китообразных (китов и дельфинов) просто как графики изменений частоты и амплитуды сигнала во времени. Такой подход огрублял и искажал результат, существенно затрудняя анализ, поскольку в действительности звуки китообразных имеют более сложную объемную структуру.

Кимаскоп же, как полагают его создатели, регистрирует реальные звуковые вибрации, впечатанные в естественную среду обитания дельфинов, т.е. в воду, раскрывая весьма замысловатые визуальные детали в структуре издаваемых животными звуков.

Получающиеся на выходе кимаскопа снимки-кимаглифы, как их назвали, – это куда более точные и стабильно воспроизводимые в сигналах дельфинов структуры, которые как предполагается, позволят сформировать базис лексикона дельфиньего языка, где каждый паттерн представляет собой дельфинье «картинку-слово».

Cymaglyph
Слева: кимаглиф из сигнала взрослого дельфина. Справа: кимаглиф дельфина-младенца, зовущего свою мать.

Результаты исследований мозга дельфина свидетельствуют, что области обработки акустической информации занимают там примерно такую же относительную долю, как в мозге человека – области обработки важнейшей для него визуальной информации.

Как поясняет Кассевиц, имеются сильные свидетельства тому, что дельфины способны «видеть» посредством звука – примерно подобно тому, как люди используют ультразвук, чтобы увидеть еще нерожденное дитя в материнской утробе. Читать «Межвидовое общение» далее

Голографическая реальность

(февраль 2012)

Идею о том, что все мы живем внутри гигантской голограммы, генерируемой квантовым компьютером вселенной, никак не назовешь общепринятой.

Но не подлежит сомнению и другой факт: эта странноватая, казалось бы, гипотеза с годами обретает все больше и больше сторонников среди серьезных физиков-теоретиков.

Теперь же появляются исследовательские работы, переводящие теорию в область реальных экспериментов.

matrix

Полтора открытия

Когда в архиве научных препринтов arXiv.org практически одновременно публикуются никак не связанные друг с другом статьи, подготовленные разными исследователями, но посвященные одной и той же в сущности теме – это обычно признак того, что тема, по меньшей мере, достаточно актуальная.

Если же авторами работ при этом являются весьма заметные в науке люди, то на суть исследуемого предмета, скорее всего, имеет смысл обратить внимание не только ученым-физикам – даже если этот предмет выглядит довольно экзотично. Читать «Голографическая реальность» далее

Освоение реальности

(Впервые опубликовано – апрель 2001)

Голография как базовый принцип для нового научного взгляда на мир, человека и сознание

holouniv

Психолог Джек Корнфилд описывал следующим диалогом свое первое знакомство с Калу Ринпоче, покойным ныне учителем тибетского буддизма: «Не могли бы вы мне изложить в нескольких фразах самую суть буддийских учений?» — «Я бы мог это сделать, но вы не поверите мне, и, чтоб понять о чем я говорю, вам потребуется много лет.» — «Но вы все равно, объясните пожалуйста, так хочется знать»… Ответ Ринпоче был предельно краток: «Вас реально не существует».

Физики против философов

В апрельском номере журнала Physics World опубликована исследовательская статья американского философа науки Роберта Криси (Robert P Crease) с анализом воззрений ученых-физиков на окружающую их реальность. Философа интересовали сугубо практические суждения данной категории людей относительно того, что в этом мире «реально», а что нет.

В качестве базиса для исследования был избран опросный лист с достаточно нехитрыми, на первый взгляд, вопросами типа «полагаете ли вы реальными Землю, камни, галлюцинации, эмоции, цвета, длину волны, вязкость, кинетическую энергию, гравитационную постоянную G, электрон, атом по Бору, массу, действительные числа, мнимые числа»…

В общей сложности порядка трех десятков вопросов, на которые очень по-разному ответили свыше полутысячи самых разных физиков. Кто-то уподобил опрос блиц-турниру по шахматам и стремительно расставил галочки в подходящих клетках (да, нет, не уверен) без особых размышлений. Кто-то оказался приведен наивными, казалось бы, вопросами в сильнейшее замешательство.

Ну а кто-то просто пришел в ярость и вернул чистую анкету с сетованиями, что в философии никогда не умели задавать правильных вопросов. (Например, по результатам анкетирования равные доли опрошенных, по 43%, назвали «реальной» и «нереальной» коперникову модель солнечной системы. В таком же соотношении разделились мнения о «реальности» волновой функции квантовой системы. Галлюцинации, кстати, считают реальными 40%, эмоции — 49%.)

Вопросы и в самом деле были подобраны «провокационные», чтобы ответы на достаточно глубоком уровне отразили, каким образом профессиональные познания респондента о мире соотносятся с его представлениями о реальности. Читать «Освоение реальности» далее