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Holographische
    Folientechnologie




            “   Diplom Nebenthema
                SS 2010
                Design for manufacturing
                Dipl.Ing. M. Eichhorn
                Ralph Schneider
2
                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	       Einleitung:	
            1.1	     Aus der Anmeldung	
            1.2	     Vorwort	
            2	       Grundlagen Hologramm und Holographie?	
            2.1	     Annäherung	
            2.2	     Kerndefinition Hologramm	
            2.3	     Physikalische Grundlagen	
            2.3.1	   Licht	
            2.3.2	   Kohärentes Licht	
            2.3.3	   Beugung von Wellen (Difraktion)	
            2.3.4	   Interferenz	
            2.3.5	   Übertragung auf die Holographie	
            2.4	     Hologramm-Arten:	
            2.4.1	   Distribution der Bildinformation in der Fläche	
            2.4.2	   Ableitungen in der Holographie:	
            2.5	     Die menschliche Wahrnehmung:	
            2.5.1	   Sieben Dimensionen der räumlichen Wahrnehmung	
            2.6	     Raumwahrnehmung bei Hologrammen	
            3	       Hologramme in der Anwendung	
            3.1	     Geschichte der Holographie	
            3.2	     Der Markt	
            3.2.1	   Ableitungen:	
            3.3	     Industrielle Herstellungstypen von Folien-Hologrammen	
            3.3.1	   Oberflächen-Strukturhologramme	
            3.3.2	   Volumenhologramme	
            3.4	     Hologrammtypen und deren Anwendung	
            3.4.1	   Sicherheitshologramme	




6
3.4.2	   Virtuelle holographische Oberflächen (VHO)	
3.4.3	   Holographisch Optische Elemente HOEs	
3.4.4	   Smart Hologramms	
3.4.5	   Aktive Computer Generierte Holographie (aktiv CGH)	
3.4.6	   Wiederbeschreibbare Hologramme	
3.4.7	   Hologramme als Raumbildmedium	
4	       Ableitungen für die Produktgestaltung:	
4.1	     Aktuelle Einschränkungen	
4.1.1	   Farbgenauigkeit	
4.1.2	   Lesewinkel	
4.1.3	   Datenmenge	
4.2	     Die Gestaltung von mehr Produktwert:	
4.2.1	   Schein-Raumgestaltung:	
4.2.2	   Grenzfläche:	
4.2.3	   Mögliche Orte des Raumbildes	
4.2.4	   Dominante Farbwelt:	
4.3	     Anwendungsideen:	
4.3.1	   Markenschutz Add-On	
4.3.2	   Robuste, energieschonende Interaktivität	
4.4	     Beherrschung eines neuen Mediums:	
5	       Trends und Bedürfnisse in der Konsumgüterindustrie	
5.1	     Vision	
6	       Fazit	
7	       Abbildungsverzeichnis	
	




                                                               7
1 Einleitung
    	   1.1 Aus der Anmeldung




    Schlagworte:                                                                       Scheinraum und der Folie selbst behandeln und betrach-
    Funktionsweise, Abgrenzung gegen Konkurrenztechnologi-                             ten, ob es Produktgestaltungsfelder und Benutzerlebnis-
    en, Einsatzmöglichkeiten, Produktgestaltungs DNA                                   se gibt, die nur durch holographische Folien ermöglicht
                                                                                       werden oder durch deren Einsatz einen gestaltbaren
    Beschreibung:                                                                      Nutzungsvorteil erhalten, die nicht bereits durch Konkur-
    Holographische Folien sind dünne transparente Folien                               renztechnologien abgedeckt werden.
    mit einer photoaktiven Schicht in die sich ein Scheinraum                          Da der Umgang mit holographischen Folien in der Pro-
    oder sogar ein bewegter Scheinraum belichten oder an-                              duktgestaltung neu ist und wir holographische Bilder
    ders gesagt programmieren lässt.                                                   nur von früher als 3D Bilder im Museum zur Darstellung
    Holographische Folien manipulieren, nach Ihrer Belich-                             von historischen Köpfen oder Insekten kennen, und es
    tung, Licht.                                                                       des weiteren Visionen gibt, die sich nicht mit den realen
    Ähnlich realer, optisch wirksamer Körper lassen sich da-                           Randbedingungen von holographischen Folien verbinden
    mit gerichtete Lichtstrahlen wie mit Spiegeln und Linsen                           lassen, soll anschließend ein erster Entwurf eines Gestal-
    lenken und die Lichtfarbe durch Beugung ändern. In der                             tungskatalogs erzeugt werden, der Produkt-Designern als
    kombinierten Nutzung von Lenken und Beugen stellen                                 Anleitung und realistische Inspirationsquelle dienen soll.
    holographische Folien unter anderem eine mögliche Tech-
    nologie zur Erzeugung von dreidimensionalen Bildern und
    Filmsequenzen dar.
    Die Einsatzmöglichkeiten scheinen vielfältig, neue Her-
    stellverfahren haben die Darstellungsqualität erhöht. Bis
    heute konnte diese Technologie keinen Durchbruch feiern
    und bezogen auf die Darstellung von dreidimensionalen
    Bildern und Filmen stehen bereits Konkurrenztechnologi-
    en 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
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-maurer-
                                  2007-2008/9512-10317-_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 Lebensal-
     ternativen in denen auch neue Handlungs- und Produkt-
     konzepte 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 verwen-
     deten 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 Prinzes-
                                                                                                              sin 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 Benut-
                                                                                                              zererlebnis 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.
     (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.
10   (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 Um-
                                                                                                      fang 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 Fußballwelt-
                                                                                                      meisterschaft 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/homeentertain-
    ment/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/2-
    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.                                  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       Abweichende Begriffsbedeutung – Naturwissenschaft und
einen Aufbau, der 16 Parallelsequenzen verarbeitetet.        Markt
Der Aufbau zeigt sehr deutlich, dass wir hier noch einen     Im Sinne der Produktgestaltung darf, trotz der durch
weiten Weg der Miniaturisierung vor uns haben, den die       Physiker erzeugten Grunddefinition was Holographie ist,
Medienindustrie wohl beschreiten wird.                       der Konsument und seine Bedürfnis- und Sprachwelt nicht
                                                             außer Acht gelassen werden. Wenn die breite Masse der
Wo liegt aber der Unterschied? Was ist 3D? Was ist Holo-     Konsumenten – also einige Millionen – die volumetrische
graphie? Beide Begriffe sind zurzeit Sinnbild für die Dar-   Projektion von Prinzessin Leia in Star Wars, das stereo-
stellung von räumlichen Bildern oder Filmen, vereinfacht     skopische Filmerlebnis von „Avatar“ im Kino oder die
gesagt, die Illusion eines plastisch erfahrbaren Raumes      Lentikular-Wackelbilder auf Postkarten als Hologramme
der über die bloße Oberflächlichkeit eines Bildes, Fotos     bezeichnen, kann dies gut oder schlecht sein. Durch die
oder Displays hinaus geht.                                   behutsame Nutzung der bestehenden Erwartungshaltun-
Im weiteren Verlauf der Recherche wurde sehr deutlich,       gen des Konsumenten kann theoretisch die Holographie
dass Holographie ein Technologiefeld beschreibt, während     behutsam in existente Märkte eingeführt werden, ohne
3D in einer Kurzschreibweise ein Ergebnis beschreibt, das    dass große Marktentwicklungsmaßnahmen notwendig
drei-dimensionale, räumliche Wahrnehmungserlebnisse          werden. Es kann sich aber auch herausstellen, dass sich
des Betrachters von Medien und Gegenständen also Arte-       aktuelle Benutzergewohnheiten und –zukunftswünsche,
fakten in den Raumachsen X,Y und Z wiedergibt.
Dieses Erlebnis steht, wie im weiteren Verlauf der Arbeit    die im Markt heute mit „Hologramm“ belegt sind, durch
erkennbar, mit der Holographie in Verbindung. Es gibt        aufkommende Alternativtechnologien befriedigen lassen,
große Überschneidungsbereiche. Es kommen aber auch           ohne dass die Holographie zum Einsatz kommt oder nur
völlig andere Technologien zum Einsatz, um eine (teilwei-    in einer Form, dass sie zwar faktisch ein Hologramm dar
se) räumliche Wahrnehmung beim Menschen hervorzuru-          stellt, vom Konsumenten als solches aber nicht verstan-
fen, die sich nicht der Holographie bedienen.                den wird und nicht kommuniziert werden kann.
Ebenso verhält es sich mit der Holographie und den           Es stellt sich die Frage, ob und wie sich die Innovations-
Hologrammen selbst. Hologramme können auch, wie im           technologie Holographie und das Konsumentenverständ-
weiteren Verlauf der Arbeit zu lesen, räumliche Bilder-      nis verknüpfen lässt und ob nicht nur das Wort Hologra-
wahrnehmungen erzeugen, aber dies ist nur ein Teilbe-        phie sondern auch die Technologie einen Mehrwert für
reich der so genannten Schlüsseltechnologie Holographie      Produkte und Hersteller in Zukunft darstellen kann.
im Allgemeinen und der Folien basierten Holographie im
Speziellen.                                                  Wo werden sie heute und wahrscheinlich morgen einge-
                                                             setzt?
                                                             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 Hologra-
     phie. Während „-graphie“ und „-gramm“ den Prozess des
     Aufzeichnens und das Produkt die Aufzeichnung bezeich-
     net, bedeutet „Holo-„ oder „holos“ ganz oder vollständig.
     Die Begriffe wurden durch den Erfinder und Nobelpreis-
     träger 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 Opti-
     mierung der Mikroskopie und erfand dabei zwischen 1947
     und 1948 die Holographie(vgl.(10)).

     Holographie wird oft als eine Art Fotographie beschrie-
     ben, die die Fähigkeit besitz nicht nur die visuelle Rea-
     lität als zwei dimensionale, flächige Projektion abzubil-
     den, 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 un-
         ter 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-
         tannica.com/eb-media/76/21076-050-E15FE4EE.jpg, zuletzt geprüft am 04.06.2010.
14
“    „Bekanntlich sehen wir nicht mit den
     Augen, sondern mit dem Gehirn.“ Romero-
     Tejedor




                                                                                                            09 Original Augen-Hologram aus
                                                                                                            den 70ern von „holocraft“ (14)




    Das würde nicht weit genug führen. Ein Hologramm kann                                                   Romero-Tejedor trifft die Aussage:
    Lichtmanipulationen erzeugen, die in ihrer Summe wenig                                                  „Bekanntlich sehen wir nicht mit den Augen, sondern mit dem
    gemein haben mit anderen Medien. Alleine die Eigen-                                                     Gehirn. (13)“
    schaftsprofile von Fotographie und der Holographie als
    bildgebendes Medium zeigen kaum Deckungen.                                                              Wenn hier im Rahmen der Arbeit die Holographie im
                                                                                                            Sinne von Design betrachtet werden soll, so stellt sich
    Auf die Andersartigkeit der Holographie und den Fehler                                                  das Problem, dass alles sinnlich Erfahrbare und von der
    des Vergleichs mit der Fotographie spricht auch Peter Zec                                               Holographie Erzeugte, auf Regeln beruht die nicht intuitiv
    in der Zeitschrift „Interferenzen“ 1993 an.                                                             gelernt sind, jedoch mit bereits gelernten Erfahrungen
                                                                                                            automatisch assoziiert werden. Wie soll das Neue erfasst
    „Von der Fotografie unterscheidet sich die Holographie nicht nur                                        und eingesetzt werden, wenn unser Gehirn konstant Ver-
    allein durch die Möglichkeit, Dinge räumlich abzubilden. Vielmehr                                       gleiche mit Gelerntem zieht, Holographie aber radikal mit
    basieren beide Verfahren auf grundsätzlich anderen Prinzipien.                                          diesem Gelernten bricht ohne dass es visuell alle Facetten
    Handelt es sich bei der Fotografie um eine perspektivische Linsenab-                                    seiner Andersartigkeit kommuniziert? Bei der Evaluierung
    bildungsmethode, so stellt die Holographie ein wellenoptisches Inter-                                   des Nutzungsraums der Holographie muss, durch einen
    ferenzverfahren dar, das vollkommen auf die abbildende Funktion                                         paranoischen Blick und ein ständiges Hinterfragen gegen
    einer Linse verzichtet. Daraus erklärt sich zugleich ein wesentlicher                                   den bestehenden Erfahrungsschatz angekämpft werden.
    Unterschied bezüglich der Anwendung beider Verfahren. Es macht                                          Nur dann kann der Einsatz von Hologrammen in Produk-
    jedenfalls keinen Sinn, beide Medien konkurrierend miteinander zu                                       ten über die Nutzung als 3D Bild hinauswachsen.
    vergleichen, da keine gleichen funktionstechnischen Voraussetzungen
    hierfür gegeben sind (…). (12)“
    Dieser eintretende Vergleich ist aber schon fast ein Au-                                                Ein Verstehen der Grundlagen der Holographie hilft den
    tomatismus, da unser Mechanismus der Erkenntnisgewin-                                                   Kreativraum des Machbaren aufzuspannen und zu präzi-
    nung immer auf dem Gelernten beruht und diese nutzt,                                                    sieren.
    um das sinnlich erfahrbare zu interpretieren.




    (12) Interferenzen Nr.2/3-93.html (2010). Online verfügbar unter http://www.holonet.khm.de/Holographers/DGH/text/Interferen-
        zen/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*5fg7-4yvwDaKrncQwpHC-
        P6A031pvyqil1L8gnSw7mxUajLvg5FnX/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?                                                           truiert, wieder abgespielt werden. Wenn der Mensch mit
     Was ist also ein Hologramm?                                                                          seinen Augen den Empfänger darstellt, kann sein Gehirn
     „Rein physikalisch betrachtet, handelt es sich bei einem Hologramm                                   ohne weitere Hilfsmittel ein volles, räumliches, visuelles
     nicht um ein Bild, sondern um einen optischen Speicher, mit dem es                                   Abbild, z.B. ein Raumbild wahrnehmen. Es kann z.B. eine
     möglich ist, nahezu jede beliebige optische Wirkung zu simulieren.                                   volle, absolut nahtlose, volumetrische Darstellung eines
     Es sind die besonderen Wirkungsweisen des Lichts und nicht die                                       Gegenstandes im Raum sein. Eine beliebige Umlenkung
     materielle Realität der Dinge, die sich mittels der Holographie wie                                  des Lichtes und Aufladung auf dessen Weg mit Bild-/
     mit keinem anderen Medium zuvor aufnehmen und rekonstruieren                                         Farb- und Rauminformationen kann in der Flucht zwi-
     lassen.(16)“                                                                                         schen Hologrammfläche und Sensor (z.B. Auge) wieder-
                                                                                                          gegeben werden.
     Denn einfach ausgedrückt ist eine Hologramm nur ein
     gesteuertes, mathematisch kalkulierbares Interferenzmu-
     ster.
     Es ist die aufgenommene Transformation von sich über-                                                All das erzeugt ein Interferenzmuster welches fuer den
     lagernden, so genannten kohärenten Lichtbündeln und                                                  Betrachter unsichtbar bleibt.
     deren Dateninhalten. Es hat die Eigenschaft gerichtetes
     Licht so zu steuern, dass die enthaltenen Daten der vor-                                             Wie ist das moeglich?
     her abgespeicherten Licht-. Raumsituation in der Flucht
     zwischen der projizierten Fläche und Empfänger rekons-




     (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-
         ferenzen/Interferenzen_2393.html, zuletzt aktualisiert am 02.06.2010, zuletzt geprüft am 02.06.2010.
16
(17) Stadt Braunschweig (2009). PhaenoIAV.JPG, Online verfügbar unter http://www.braunschweig.de/politik_verwaltung/fb_institutionen/staedti-
    sche_ 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 Grundlagen: Hologramme und Holographie
     	   2.3	 Physikalische Grundlagen



     Holographie basiert auf einer Anzahl grundlegender phy-
     sikalischer Effekte, die in ihrem Zusammenspiel radikal
     andere Herangehensweisen, zur Nutzung und Manipulati-
     on von elektromagnetischen Wellen ermöglichen.

     Dabei sind die Elemente Licht, Interferenzmuster und der
     Empfänger die wichtigen Elemente im System.




                                                                                                                                            	              13 Lichtmodelle (18)
                                                                                                                                                14 Eine einfache Wasserwelle (19)




     (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/
         commons/7/75/2006-01-14_Surface_waves-2.jpg, zuletzt aktualisiert am 17.03.2006, zuletzt geprüft am 03.06.2010.
18
16 Das Spektrum elektromagnetischer Wellen (21)




2.3.1 Licht
Licht bildet in allen Fällen der Bildgebung das Trans-                                                 Radiowellen und Licht gehören zur Klasse der elektro-
portmittel für die Daten zwischen Datenspeicher und                                                    magnetischen Wellen. Es sind Transversalwellen, die
Empfänger.                                                                                             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                                               Während Radiowellen Wellenlängen im Meter bis Kilo-
beschreibt, die reflektiert, gebrochen und absorbiert                                                  meterbereich besitzen, kann der Mensch diese Wellen
werden, sondern auf dem Modell, dass Licht Wellen sind,                                                als farbiges Licht zwischen 380 und 780nm (vgl. 22) mit
die sich im Raum vergleichbar mit Radio-, Wasser- oder                                                 Hilfe seiner Augen wahrnehmen.
Schallwellen ausbreiten.



                                        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 Grundlagen: Hologramme und Holographie
     	   2.3	 Physikalische Grundlagen
     		       2.3.2 Kohärentes Licht




     Für die Erzeugung von präzisen Hologrammen ist mono-                                                  Dieses wird bereitgestellt durch den Laser, der am 18.
     chromatisches, kohärentes Licht notwendig, schematisch                                                Mai 1960 vor 50 Jahren seine Geburt feierte.
     in Abb. 17 dargestellt. Es ist ein Licht dessen räumlicher                                            Fifty years ago, on May 16, the first functioning laser was switched
     punktueller Ursprung, Frequenz und Phasenlage über                                                    on at the Hughes Research Laboratories in California. Constructed
     Zeitperiode und Strahlweite möglichst konstant bleibt.                                                by engineer and physicist Theodore Maiman, this first Light Amp-
                                                                                                           lification 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/peop-
         le/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.powerhousemuse-
         um.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.
     (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.
20
19 Aufbau einer Laserdiode                                                                                          20 Regenbogenholo-
                                                                in einem Laserpointer (26)                                                                                 gramm als Ohrring (27)




Im Aufbau zur Erzeugung eines Hologramms werden                                                        Für das Sehen von Hologrammen ist nicht zwingend ein
die notwendigen Lichtstrahlen durch Aufteilung eines                                                   Laserstrahl notwendig. Wichtig ist, dass das Licht zum
Strahls erzeugt, so bleibt die Kohärenz untereinander                                                  Rekonstruieren des Hologramms gerichtet ist, sonst
gewahrt. Der Laserstrahl ist des Weiteren zur Erzeugung                                                erscheint das Bild verschwommen.
präziser Interferenzmuster, polarisiert.                                                               Das Hologramm kann unterschiedlich auf die Summe der
Bei der Aufnahme des Hologramms führt die Kohärenz                                                     im Tageslicht oder der im Kunstlicht enthaltenen Licht-
des Laserstrahls dazu, dass genaue Rückschlüsse auf                                                    strahlen reagieren. Oft entstehen Regenbogeneffekte
die räumlichen Manipulatoren z.B. Objekte im Weg des                                                   im Hologramm. Diese können hilfreich sein, weisen eine
Objektstrahls möglich sind, da die Welleneigenschaften                                                 kontrastreiche Luminanz auf, sind aber selten schön,
des Ursprungslichts bekannt sind. Die Präzision der                                                    wegen ihrer brillanten Farbenpracht für das west-euro-
Eigenschaften führt dazu dass die nachfolgend beschrie-                                                päische Geschmacksempfinden im besten Fall „fröhlich“
benen Effekte der Beugung und der sich anschließenden                                                  oder doch einfach nur kitschig.  
Interferenz mit trennscharf aufgezeichnet und genutzt
werden können.




(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 Grundlagen: Hologramme und Holographie
     	   2.3	 Physikalische Grundlagen
     		       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 Regenbo-
                                                                                                          geneffekt.

                                                                                                          Im Falle einer CD und deren mikroskopisch kleinen
                                                                                                          Oberflächenstrukturen, die im Nanometer Bereich lie-
                                                                                                          gen, ist dies ebenfalls als Regenbogen wahrnehmbar.
                                                                                                          Die Farbabfolge bei der Beugung ist im Gegensatz zur
                                                                                                          Lichtbrechung, die bei Dichtesprüngen des Lichtdurch-
                                                                                                          trittsmediums z.B. Luft nach Wasser oder Glas entsteht,
                                                                                                          genau umgekehrt.

                                                                                                          Anders sieht der Beugungseffekt im Falle von monochro-
                                                                                                          matischem 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/
         Diffraction_of _laser_beam_on_ grating.JPG, zuletzt aktualisiert am 10.03.2008, zuletzt geprüft am 04.06.2010.
22
2 Grundlagen: Hologramme und Holographie
	   2.3	 Physikalische Grundlagen
		       2.3.4 Interferenz




                                  23 Interferenzmuster un-                                                   24 Beugung am Spalt (31)                                    25 Beugung und Interfe-
                                    endlich vieler Wellen (30)                                                                                                               renz an einem Objekt (32)




Wenn zwei Wellen sich überlagern kommt es zur In-                                                       Dieser Effekt tritt nicht nur an einem Spalt sondern auch
terferenz. Die Wellen können sich, je nach Phasenlage                                                   an der Grenzfläche von Objekten auf, so dass Objekte,
verstärken oder auslöschen. Im normalen Tageslicht ist                                                  die im Weg eines Lichtstrahls liegen, das Licht an den
dies nicht wahrnehmbar da es aus einem chaotischen                                                      Objektgrenzflächen beugen. Im weiteren Abstand treten
Wellenmuster besteht.                                                                                   wieder Interferenzen auf. Die beiden Kanten verhalten
                                                                                                        sich wie die Erzeuger von zwei zueinander kohärenten
Treffen aber einige wenige, kohärente Wellen aufein-                                                    Wellen, die bei Überlagerung ein Interferenzgitter erzeu-
ander, so sind sehr gut die entstehenden Muster der                                                     gen.
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.



(30) Bienchen333 (2007): wasser_wellen.jpg. Online verfügbar unter http://fotowettbewerb.hispeed.ch/original/349587/kleine_wel-
    len/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/artic-
    le_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 Grundlagen: Hologramme und Holographie
     	   2.3	 Physikalische Grundlagen
     		       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 ver-
     ändert.
     Das neue Interferenzmuster aus Objektstrahl und Re-
     ferenzstrahl wird komplexer. Es speichert nun, zusätz-
     lich zu den beiden bekannten Lichtdateninhalten, die
     räumliche Gestalt, Oberflächen und intrinsischen optisch
     relevanten Materialeigenschaften der Manipulatoren ab.
                                                                                                     27 Beugung eines monochromati-
                                                                                                     schen Lichtstrahl am Spalt(34)




     (33) Saxby, Graham (2004): s.9; Practical holography. 3. ed. Bristol: Inst. of Physics Publ.
     (34) Saxby, Graham (2004): s.10; Practical holography. 3. ed. Bristol: Inst. of Physics Publ.
24
2 Grundlagen: Hologramme und Holographie
	   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-Holo-
                                                                                                    gramm.



                                                                                                    Transmissions-Hologramme werden auch Fresnel-Holo-
                                                                                                    gramme genannt. Zur Rekonstruktion des Bildstrahls ist
                                                                                                    der gleiche Lichtstrahl wie bei seiner Herstellung von
                                                                                                    Vorteil. Andernfalls kann es zu Regenbogeneffekten
28 Schematische Darstellung                                                                         kommen. Es eignet sich sehr gut als holographisches,
Transmissionshologramm Auf-                                                                         optisches Element, indem zum Beispiel eine Linse in den
nahme und Rekonstruktion (35)                                                                       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 Kontrastie-
                                                                                                    rung. Durch eine besondere Anordnung der Interferenz-
                                                                                                    gitter, sind Reflektionshologramme auch tageslicht- oder
                                                                                                    weißlichttauglich. Sie benötigen zur Rekonstruktion nur
                                                                                                    gerichtetes Licht. Sie lassen sich als vollfarbiges, voll-
                                                                                                    plastisches Display-Hologramm benutzen.


29 Schematische Darstellung                                                                                                             30 RGB Reflektionsholo-
Erzeugung und Rekonstruktion                                                                                                            gramm und Figur(36)
eines Reflektionshologramm (36)




(35) Saxby, Graham (2004): s.47; Practical holography. 3. ed. Bristol: Inst. of Physics Publ.
(36) Saxby, Graham (2004): s.49; Practical holography. 3. ed. Bristol: Inst. of Physics Publ.
(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 Grundlagen: Hologramme und Holographie
     	   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                                                                      speichern. Es entsteht kein „ghosting“, d.h. es werden
     Eine Sonderform stellen Hologramme dar, die von der                                                       keine Bilder an das falsche Auge abgegeben. Die Bilder
     Seite durch das Material, ähnlich einem Lichtleiter,                                                      können voll RGB und vollplastisch sein.
     angestrahlt werden. Die Herstellung ist komplex, und
     es kommt schnell zu mehrfachen Regenbogeneffekten.                                                        Hier sei bereits angemerkt, das heute in Bezug auf die
     Nachdem es Anfang 2000-2004 einige Veröffentlichun-                                                       industrielle Anwendung von Hologrammen ein starker
     gen dazu gab, wird diese Art der Beleuchtung nicht mit                                                    Trend hin zu computergenerierten Hologrammen (CGH)
     Energie weiterverfolgt.                                                                                   besteht. Dazu können alle notwendigen Bild-, Licht-,
                                                                                                               Raumdaten in den Rechner geladen oder dort erstellt
     Multiplexing:                                                                                             werden.
     Hier wird die Bildfläche ähnlich einer Lentikularlinse in                                                 Die Freiheitsgrade und die Nutzung sämtlicher Lichtma-
     Streifen unterteilt. Jeder Streifen wird mit einem Ein-                                                   nipulationsmethoden sind hier zugänglich.
     zelbild belichtet. Das Auge nimmt jedes Einzelbild auf                                                    Dabei ist die zu verarbeitende Datenmenge für ein
     der gesamten Bildfläche wahr. Mit Hilfe dieser Technik                                                    hochwertiges Hologramm immens groß. Ein Hologramm
     lassen sich im Gegensatz zu Lentikularlinsen bis zu 1000                                                  enthält viel mehr Daten als z.B. ein Bild. Hologrammfoli-
     Bilder in einer Oberfläche abbilden. Diese werden, wie                                                    en können heute bis zu 200.000 dpi. besitzen.
     von Lentikular-„Wackelbildern“ bekannt, durch die Kopf-
     oder Lichtrepositionierung abgespielt. Es lassen sich
     Filmsequenzen von einigen Sekunden Länge dadurch ab-




     (38) Collection - Light Fantastic (2008): Marilyn2.jpg. Online verfügbar unter http://www.jrholocollection.com/collection/ima-
         ges/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-
         fantastic/Marilyn.jpg, zuletzt aktualisiert am 05.03.2008, zuletzt geprüft am 04.06.2010.
26
Regenbogenhologramme:
Zur Erzeugung einer stärkeren Leuchtkraft bei Tages-
licht 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 Dekor-   33 Regenbogenhologramm
oder Sicherheitsanwendungen.                               als Kellog’s Beilage(40)




(40) Erzeugt durch den Autor
                                                                                      27
2 Grundlagen: Hologramme und Holographie
     	   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                                                    Das Sehzentrum im Hirn unterteilt seine Wahrnehmung
     räumliche Darstellungsfähigkeit von Hologrammen auf                                                    in mehrere Kategorien:
     besonderes Interesse. Auch wenn die Eigenschaften
     von Hologrammen viele wichtige Aufgaben erfüllen, der                                                  •	     Farbe
     Wow-Effekt tritt vor allem dann auf, wenn Menschen                                                     •	     Objekt- und Raumtiefe
     qualitativ hochwertigen Hologrammen gegenüberste-                                                      •	     Form und Gestalt
     hen und sogar die Hand nach dem imaginären im Raum                                                     •	     Bewegung
     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 an-
     geregt, gereizt, die Reize werden in elektrische Impulse                                                          35 Schema Anato-
     transformiert, die im Gehirn zu einem Empfinden führen.                                                             mie 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].
     (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.
28
2 Grundlagen: Hologramme und Holographie
	   2.5	 Die menschliche Wahrnehmung:
		       2.5.1	 Dimensionen der Raumwahrnehmung




Es soll kurz für das weitere Verständnis auf die räumli-
che Wahrnehmung eingegangen werden.

Laut Saxby gibt es beim Menschen sieben verschiedene                                           Akkomodation: Beschreibt das Scharfstellen, die Re-
Ebene der räumlichen Wahrnehmung.                                                              Fokussierung der Augen, wenn der Blickpunkt auf ein
                                                                                               anderes Objekt wechselt, welches eine andere Entfer-
Parallaxe: Wenn der Betrachter den Blickpunkt verän-                                           nung zum Betrachter hat.
dert, scheinen sich die Objektpositionen an sich und zu-                                       Beleuchtungskontrast: Grob-Kontrast (Gestalt) und Fein-
einander zu verschieben. Dabei kann in die vertikale, die                                      Gestalt Kontrast (Textur und Oberfläche) lassen Rück-
horizontale oder die Voll-Parallaxe untergliedert werden,                                      schlüsse über die Raumstruktur des Objektes zu.
je nachdem in welche Richtung dieser Effekt auftritt.                                          Konvergenz: Wenn beide Augen denselben Punkt fokus-
Relative Größe: In Abhängigkeit der Entfernung zwei                                            sieren, kann das Gehirn auf Basis der Winkelstellung der
gleich großer Gegenstände, scheint  der entferntere                                            Augen die Entfernung einschätzen.
kleiner zu sein.                                                                               Stereopsie - Disparität: Die Augen sehen von einem Ob-
Atmosphärische Perspektive: Der Kontrast nimmt bei                                             jekt im Raum leicht unterschiedliche Bilder. Die enthal-
entfernten Objekten ab und bekommt einen leichten                                              tenen Bildinformation und die unterschiedlichen feinen
Blaustich.                                                                                     Unterschiede z.B. den Parallaxen im Raum, fügt das
Verdecken: Objekte im Vordergrund überlagern und ver-                                          Gehirn zu einem Bild plus Rauminformation zusammen.
decken Objekte welche dahinter liegen.                                                         (vgl.(45))




(45) Saxby, Graham (2004): s.4; Practical holography. 3. ed. Bristol: Inst. of Physics Publ.
                                                                                                                                                          29
2 Grundlagen: Hologramme und Holographie
     	   2.5	 Die menschliche Wahrnehmung:
     		       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 kön-
     nen die Disparität nicht verarbeiten.




     36 Stereoskop einer Tastatur (45)




     (46) Toomasson, Taavi (2008): „210752_b4d14ca976_o.jpg“. URL: http://static.zooomr.com/images/210752_b4d14ca976_o.jpg [Stand: 06. Juni 2010].
30
2 Grundlagen: Hologramme und Holographie
	   2.6	 Raumwahrnehmung bei Hologrammen



Hologramme sind diesen Technologien in ihrer potentiel-
len Leistungsfähigkeit der Darstellung von Räumlichkeit
weit voraus.
•	 Sie können theoretisch das gesamte Spektrum der
    Raumwahrnehmung vor, hinter oder in der Interfe-
    renzschicht erzeugen.
•	 Eine Repositionierung des Blickpunktes macht ver-
    deckte Objekte sichtbar.
•	 Eine Scharfstellung auf nahe und ferne Punkte ist
    notwendig.
•	 Jedoch haben Hologramme einen eingeschränkten                                                                                           37 Maximaler Betrachtungsraum pro Be-
                                                                                                                                         trachtungspunkt vor der Interferenzebene (47)
    Betrachtungswinkel, siehe Abb. 38.
•	 Das Objekt kann sich nur in der Flucht der Daten-
    Fläche befinden. Virtuell überstehende Elemente
    werden abgeschnitten, siehe Abb.37.



Und oft ist eine volle Ausnutzung der Eigenschaften
nicht notwendig oder sinnvoll. Meist werden Teileigen-
schaften des Holgramms genutzt und bieten bereits
einen entscheidenden Vorteil gegenüber konventio-
nellen 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/pic-
    tures/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/pic-
    tures/SRT_Holo_Classic_vs_SeeReal_01_l.png, zuletzt aktualisiert am 30.04.2008, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
                                                                                                                                                                                         31
3	            Hologramme in der Anwendung
     	             3.1	 Geschichte der Holographie



                                                                                                      39 Transmissionshologram von 1966 (49)




                                                                                                      C.Huygens der zwischen 1629 und 1694 lebte formulierte
                                                                                                      den Satz:
                                                                                                      Jeder Punkt der von einer Welle getroffen wird, ist Aus-
                                                                                                      gangspunkt 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)
     1948 lautet das offizielle Jahr, in dem die Holographie                                          erfand.
     von Denis Gabor erfunden wurde. Die Grundlagen für die                                           1965 erschienen erste Veröffentlichungen zur hologra-
     Holographie wurden aber bereits viel früher gelegt, wäh-                                         phischen Interferometrie.
     rend wichtige Meilensteine erst Jahre später die ersten                                          1967 erste Massenherstellung eines Hologramms für das
     befriedigenden Hologramme hervorbrachten.                                                        „World Book Encyclopedia Science Yearbook“.
                                                                                                      1968 Regenbogenhologramme werden von Dr. Stephen a.
     Die wichtigsten Bausteine zur Beschreibung der Holo-                                             Benton erfunden, die ebenfalls wie Denisjuk bei norma-
     graphie bilden die physikalischen Beobachtungen der                                              lem Licht zu sehen sind.
     Beugung und der Interferenz von Wellen.                                                          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-
         WmSVq1UMNu4y-aRtM1SPTb-VU5Fv9fqXuZTlTf2YRlxE/leith.jpeg, zuletzt aktualisiert am 31.03.2009, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
32
40 Mastercard begründet vor gut 25 Jah-
                                                                                                                                          ren den Hologramm-Markenschutz (50)




die Erfindung der Holographie.                                                                         2000 Geola produziert die ersten digitalen Farbholo-
1974 Entwicklung von Prägehologrammen.                                                                 gramme, erstellt mit einem gepulsten RGB Laser.
1976 Museum der Holographie wird in New York eröff-                                                    2007 Geola’s benennt seine Digitalhologramme „Synfro-
net. Der erste voll-holographische Film wird gezeigt. Nur                                              grams“. (Vgl. (51,52))
zwei Personen im Raum können ihn sehen.                                                                2007 SeeReal teilt mit, dass sie das erste echte hologra-
1983 Mastercard International. Inc. bringt als erster eine                                             phische Display erzeugen können. (54)
Kreditkarte mit Präge-Hologramm auf den Markt und                                                      2008 „University of Arizona“ entwickelt und zeigt Studie
begründet damit den Markenschutz auf Basis von Präge-                                                  zu wiederbeschreibbaren Hologrammen. (55)
hologrammen.
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 Associa-
tion“ (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.



                                                        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/article-
    display/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	       Hologramme in der Anwendung
     	        3.2	 Der Markt



     42 Sicherheitshologramm




     Im Laufe der 60 jährigen Geschichte hat sich das Feld    Dabei gilt es folgendes festzuhalten:
     der holographischen Folien zu einem Markt mit konstan-   •	 Die Masse der Hologramme besteht heute aus
     tem Wachstum entwickelt. Der große Durchbruch blieb           Prägehologrammen. Grund dafür sind die sehr
     aber bis heute (gefühlt) aus.                                 günstigen Reproduktionskosten, der Markenschutz
                                                                   umfasst 1,6 Milliarden Dollar.
     Die Internetseite Hologramforid.com (folgend HFID        •	 60% des Marktes der Industriegüter stellen holo-
     genannt) beruft sich in einem Artikel über die zukünf-        graphische Scanner z.B. zum Lesen der Barcodes an
     tige Marktentwicklung der Holographie auf eine Studie         der Kasse dar.
     von Anfang 2008, erzeugt durch das “Global Industry      •	 USA ist mit knapp 48% in 2006 der größte Markt.
     Analyst, Inc.” (im folgenden GIA). In dem Artikel wird   •	 Holographische optische Elemente (HOE), also
     berichtet, dass für das Jahr 2010 (die zwischenzeitli-        Linsen, Spiegel, Beam-Splitter sind der am stärksten
     che Krise außer acht gelassen) für die Holographie ein        wachsende Technologie-Bereich. Das Anwendungs-
     Marktvolumen von 11,3 Milliarden US-Dollar prognosti-         feld erstreckt sich auf fast alle Bereiche der Optik
     ziert wurde.                                                  und Optoelektronik.
                                                              •	 Im Rahmen der Studie, wird sowohl der holographi-
                                                                   schen Datenspeicherung, als auch der Holographie
                                                                   in zukünftigen Computern ein großes Potential
                                                                   zugesprochen.
                                                              •	 Größtes Potential besitzt die Holographie in den
                                                                   Branchen Automobilbau, Informations-Kommunika-
                                                                   tions-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-
                                                                  reach.cfm, zuletzt aktualisiert am 05.06.2010, zuletzt geprüft am 05.06.2010.
34
3	            Hologramme in der Anwendung
	             3.2	 Der Markt
	             	    3.2.1 Ableitungen

44 Lichtbeugungsoptik (58)                                                                                                                  43 Metalloberfläche mit Hologramm (57)




Im Rahmen der Recherche fiel auf, dass Holographie vor                                                Beispielsweise hat das Fraunhofer Institut im Zuge des
allem als Schlüsseltechnologie für technologisch getrie-                                              Produktschutzes in den letzten Jahren ein Verfahren
bene Baugruppen und Komponenten zum Einsatz kommt                                                     entwickelt, bei dem mit Hilfe einer Sprengladung Holo-
und als Zukunftsmarkt beschrieben wird. Holographische                                                gramm-Strukturen in die Oberfläche von Metallbauteilen
Effekte werden hier aus Effizienzgründen eingesetzt.                                                  geprägt werden können.
Hologramme im direkten Bezug zum Benutzer werden
bei den Marktbetrachtungen nur im Sinne der Verpa-
ckungsindustrie zur Effekterzeugung angesprochen. Dies                                                Ist eine kontrollierte optische Wechselwirkung zwischen
wird aber nicht als Wachstumsmarkt thematisiert, da                                                   Lichtquelle, Oberfläche und Empfänger gewünscht, sind
Prägehologramme mit ihren Regenbogenfarben schon                                                      meist planare oder gebogenen, zur Lichtquelle konzent-
lange bekannt sind und keinen Mehrwert erzeugen kön-                                                  risch ausgerichtete Oberflächen zu finden.
nen.                                                                                                  Bei geforderter hoher optischer Qualität werden massive
                                                                                                      Glas- oder Kunststoffoptiken gefertigt.
Die neuen vollfarbigen RGB – Holographietypen werden
noch nicht angesprochen.
                                                                                                      Eingrenzung:
Präge- oder Regenbogenhologramme sind stark ver-                                                      Der Konsum- und damit Massenmarkt nutzt Folien zur
breitet und lassen sich, da es vereinfacht gesagt Laser                                               Fertigung von holographischen Elementen. Die Präzision
erzeugte Mikro- oder Nanostrukturen auf der Oberfläche                                                ist hierfür ausreichend und die weitere Verarbeitung ein-
sind, fast auf jedem Profil, in verschiedensten Werkstof-                                             fach und etabliert. Gerade die Wechselwirkung zwischen
fen und Herstellungsverfahren darstellen. Das Ergebnis                                                Produktgestaltung und Sicherheitstrends sind hier be-
sind meist schillernde respektive schwer zu kopierende                                                sonders spannend, weshalb hier weiter die folienbasierte
Dekore für diese Anwendungsbereiche.                                                                  Holographie betrachtet werden soll.




(57) Mahler, Dirk (2009): md06s_ fo2g _tcm7-12343.jpg. Fraunhofer. Online verfügbar unter http://www.fraunhofer.de/Ima-
    ges/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	            Hologramme in der Anwendung
     	             3.3	 Industrielle Herstellungstypen von 	                                                                                                           	              	              	
     	             	    Folien-Hologrammen



                                                                                                           46 Beispiel Holgrammlayout (60)
     In der hologrammproduzierenden Industrie wird, im
     Zusammenhang des Materialaufbaus und der Fertigungs-
     technologie, von zwei Hologrammtypen gesprochen,
     Oberflächenstrukturhologramme und
     Volumen-Hologramme.
     Die Fertigungsverfahren und Werkstoffaufbauten, sowie
     die optische Leistungsfähigkeit weichen dabei voneinan-
     der teilweise ab.


     3.3.1 Oberflächen-Strukturhologramme
     Bei Oberflächenstrukturhologrammen liegen die Inter-                                                  Am Anfang der Fertigung steht die Prägeplattenerzeu-
     ferenzmuster direkt an der Oberfläche wie bei optische                                                gung. Dafür wird im ersten Schritt ein echtes Hologramm
     Datenspeichern. Diese Oberflächenhologramme eignen                                                    auf Basis einer Grafik-/Raumgestaltung erzeugt.
     sich besonders gut für die schnelle preiswerte Repro-
     duktion, denn sie können mit Hilfe von Metallplatten in                                               Die Gestaltung erfolgt heute meist voll digital mit gängi-
     ein weiches Material mit gutem Auflösungsvermögen,                                                    gen 3D- oder Grafik-Programmen. Die Gestaltung wird im
     z.B. Kunststoff geprägt werden. Sie heißen deshalb auch                                               asiatischen Raum oft „Artwork“ genannt. Auf asiatischen
     meist Prägehologramme.                                                                                Internetseiten sind hunderte, verschiedenste Layouts zu
                                                                                                           sehen, die sich gegenseitig versuchen zu überstrahlen.
     Die Gestaltung und Fertigung von Prägehologrammen                                                     Nach Fertigstellung werden die Druckdaten in ein Photo-
     ist der Herstellung von Printmedien sehr ähnlich, wobei                                               polymer auf einer Trägerplatte oder Folie belichtet und
     zusätzlich eine limitierte dritte Raumdimension und kur-                                              entwickelt.
     ze Bildfolgen (Daumenkino, Wackelbilder) möglich sind.
     Dafür ist die Farbgestaltung eine völlig andere. Jede
     Struktur erstrahlt je nach Winkel in einer Abfolge der

     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].
     (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.
36
43 Metalloberfläche mit Hologramm (57)




                                                                                                                                                                   45 Praegemaschine (59)
                                                                                                                                                                   47 Folien-Coils (61)
                                                                                                                                                                   48 Geldschein (62)




Vom Master, welcher bereits die Oberflächenstrukturen                                                  Prägehologramme sind Transmissionshologramme. Sie
aufweist, wird nun, durch einen Beschichtungsprozess,                                                  besitzen auf der Rückseite eine metallische Schicht. Das
unter anderem galvanisch, ein metallischer Abdruck                                                     Licht tritt von der Vorderseite ein, wird von der Rücksei-
erstellt.                                                                                              te reflektiert und an den Hologrammstrukturen gebeugt.
Auf Basis der galvanisch hergestellten Druckplatte wer-                                                Alle silbrig glänzenden Hologramme sind Prägehologram-
den die Strukturen in preiswerte PVC (Polyvenylchlorid)                                                me.
oder PET (Polyethylen-Therephtalat) Folie heissgeprägt.                                                Die Regenbogenhologramme können 2D, 2,5D oder auch
                                                                                                       in 3D mit einer geringen optischen Tiefe sowie einem
                                                                                                       Bildumschlag ausgeführt werden.
                                                                                                       Prägehologramme werden in der Massengüterindust-
                                                                                                       rie als Geschenklabels, Heftbeilagen aber auch in der
                                                                                                       Verpackungsindustrie und als Sicherheitshologramme
                                                                                                       verwendet, da sie gemessen am Preis einen hohen Ko-
                                                                                                       pierschutz 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.bri-
    tannica.com/eb-media/64/96864-050-B2994CB6.jpg, zuletzt geprüft am 09.06.2010.
                                                                                                                                                                                            37
3	            Hologramme in der Anwendung
     	             3.3	 Industrielle Herstellungstypen...
     	             	    3.3.2 Volumenhologramme




     Volumenhologramme sind um ein Vielfaches leistungsfä-                                               Im Gegensatz zu Prägehologrammen ist Reproduktion
     higer als Strukturhologramme. Sie besitzen eine photo-                                              aufwändiger. Von dem finalen Master wird in einem
     aktive Schicht. Sie ist sehr dünn aufgetragen. Für das                                              weiteren Belichtungsschritt eine Negativ-Kopie erstellt,
     Licht hat sie bereits eine relevante Tiefe von mehreren                                             diese dient als Belichtungsschablone der Positiv-Kopien.
     Wellenlängen, so dass von einem Volumen gesprochen                                                  Der Belichtungsprozess dauert einige Sekunden, und
     werden kann.                                                                                        es existierten bis vor kurzem keine Maschinen. Damit
                                                                                                         waren Volumenhologramme vor allem in der Kleinse-
     Bei der Belichtung bilden sich im Volumen Strukturen                                                rie und der Kunst zu finden. Es existierten auch keine
     aus, die eine andere Dichte aufweisen. An diesen Struk-                                             Belichtungs-Halbzeuge. Die Photoaktive-Emulsion wurde
     turen wird das Licht gebeugt.                                                                       von Hand aufgetragen.
     Es können wesentlich komplexere respektive feinere
     Interferenzmuster abgespeichert werden als bei Oberflä-                                             Ansteigende Anforderungen im Bereich des Kopierschut-
     chenhologrammen. Folien-Volumenhologramme können                                                    zes von Gütern hat aber dazu geführt, dass nach neuen
     bereits die komplette Bandbreite der Lichtmanipulation                                              Wegen gesucht wurde.
     abdecken.




                                                                                                                                                                          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.
     (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].
38
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                                                      Die aktive Emulsion kann klassisch wie bei der Fo-
vorgestellt. Seit dem Tag sind voll-farbige Hologramme                                                     tografie Metallverbindungen enthalten, die nach der
möglich, die auch mit weißem Licht ein Bild rekonstruie-                                                   Belichtung entwickelt werden müssen oder aus einer
ren. Die Farbdarstellung weist aber noch Ungenauigkei-                                                     Monomeremulsion bestehen, die bei Temperatur oder
ten auf.                                                                                                   Lichteinwirkung polymerisiert. Bei Photopolymeren ist
                                                                                                           keine Nachbehandlung notwendig.

Seit kurzem bieten DuPont und DaiNippon Printing Co.,                                                     Die Folien-Formate sind größer. Da es keine dimension-
Ltd.  photoaktive Folien an. Es sind mehrschichtige Foli-                                                 sändernden Optiken gibt, muss im 1 zu 1 Format gear-
en. Wie in der Patentskizze zu sehen, besteht die Folie                                                   beitet werden. Die Folien sind für die Verarbeitung auf
aus zwei Schutz-Trägerfolien (2,6), zwei Klebeschichten                                                   Druckmaschinen und nicht für den Privatbedarf ausge-
(3,4) und der photoaktiven Schicht in der Mitte des                                                       legt.
Folien-Composites. (vgl. (64))
                                                                                                          Einen weiterern Meilenstein bildet die computergestützte
                                                                                                          Hologrammgestaltung gepaart mit Hologrammbelich-
                                                                                                          tungsdruckern in RGB und Hologrammfolien, die Farbe
                                                                                                          sogar bei normalem Tageslicht darstellen können.




                 50 Querschnitt-Skizze aus Dai-
                 Nippon 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/Rab-
    bitholes-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/ima-
    ges/gallery/5ed09205b8eedd9551d9076791c27b58.JPG?rand=911648034, zuletzt geprüft am 07.06.2010.
                                                                                                                                                                        39
3	            Hologramme in der Anwendung
     	             3.3	 Industrielle Herstellungstypen...
     	             	    3.3.2 Volumenhologramme




     Die Raumgestaltung bewegt sich zwischen dem klassi-
     schen 3D-CAD und einer „Virtual Reality“(VR) Filmpro-
     duktion. 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 Raumgesamtwahr-
     nehmung zusammengestellt werden.

     Weiterhin gibt es auch noch den Weg der analogen Ferti-
     gung. 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.
     (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.
40
3	      Hologramme in der Anwendung
	       3.4	 Hologrammtypen und deren Anwendung




Präge-Hologramme mit einer Industrie-Historie von über   Das Anwendungsfeld teilt sich dabei auf die folgenden
25 Jahren sind mittlerweile etabliert. Auf der ganzen    Bereiche auf:
Welt sind günstige Fertigungsstätten für diese Art der
Hologramme zu finden. Der große Schritt scheint den      Sicherheit, Markenschutz
Volumenhologrammen noch bevorzustehen oder er wird       •	 Banknoten, -karten
weiterhin ausbleiben.                                    •	 Arzneimittel
                                                         •	 Software
Der größte Treiber im industriellen Einsatz von Ho-      •	 Industrieteile
logrammen, ist neben der Miniaturisierung der Mar-       Technologieträger
ken- oder Kopierschutz. Bei genauer Recherche gibt es    •	 Elektronik
aktuell und gerade in den letzten Jahren eine ganze      •	 Datenspeicherung, Optik
Reihe interessanter Anwendungen, die holographische      •	 Prüfverfahren, Interferrometrie
Folientechnologien einsetzen oder in Zukunft einsetzen   •	 Solar
werden. Im Folgenden soll eine kleine Auswahl darge-     Produktgestaltung
stellt werden.                                           •	 Sport und Freizeit Artikel
                                                         •	 Spielzeug
                                                         •	 Luxus- und Konsumartikel
                                                         •	 Packaging
                                                         •	 Promotion
                                                         •	 POS (Point of Sale)
                                                         Kunst
                                                         Architektur




                                                                                                                 41
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Holografische Folientechnologien _ documentation design thesis (german)

  • 1. Holographische Folientechnologie “ Diplom Nebenthema SS 2010 Design for manufacturing Dipl.Ing. M. Eichhorn Ralph Schneider 2 Matr.Nr: 11031987
  • 3. 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
  • 4. Inhalts verzeichnis 1 Einleitung: 1.1 Aus der Anmeldung 1.2 Vorwort 2 Grundlagen Hologramm und Holographie? 2.1 Annäherung 2.2 Kerndefinition Hologramm 2.3 Physikalische Grundlagen 2.3.1 Licht 2.3.2 Kohärentes Licht 2.3.3 Beugung von Wellen (Difraktion) 2.3.4 Interferenz 2.3.5 Übertragung auf die Holographie 2.4 Hologramm-Arten: 2.4.1 Distribution der Bildinformation in der Fläche 2.4.2 Ableitungen in der Holographie: 2.5 Die menschliche Wahrnehmung: 2.5.1 Sieben Dimensionen der räumlichen Wahrnehmung 2.6 Raumwahrnehmung bei Hologrammen 3 Hologramme in der Anwendung 3.1 Geschichte der Holographie 3.2 Der Markt 3.2.1 Ableitungen: 3.3 Industrielle Herstellungstypen von Folien-Hologrammen 3.3.1 Oberflächen-Strukturhologramme 3.3.2 Volumenhologramme 3.4 Hologrammtypen und deren Anwendung 3.4.1 Sicherheitshologramme 6
  • 5. 3.4.2 Virtuelle holographische Oberflächen (VHO) 3.4.3 Holographisch Optische Elemente HOEs 3.4.4 Smart Hologramms 3.4.5 Aktive Computer Generierte Holographie (aktiv CGH) 3.4.6 Wiederbeschreibbare Hologramme 3.4.7 Hologramme als Raumbildmedium 4 Ableitungen für die Produktgestaltung: 4.1 Aktuelle Einschränkungen 4.1.1 Farbgenauigkeit 4.1.2 Lesewinkel 4.1.3 Datenmenge 4.2 Die Gestaltung von mehr Produktwert: 4.2.1 Schein-Raumgestaltung: 4.2.2 Grenzfläche: 4.2.3 Mögliche Orte des Raumbildes 4.2.4 Dominante Farbwelt: 4.3 Anwendungsideen: 4.3.1 Markenschutz Add-On 4.3.2 Robuste, energieschonende Interaktivität 4.4 Beherrschung eines neuen Mediums: 5 Trends und Bedürfnisse in der Konsumgüterindustrie 5.1 Vision 6 Fazit 7 Abbildungsverzeichnis 7
  • 6. 1 Einleitung 1.1 Aus der Anmeldung Schlagworte: Scheinraum und der Folie selbst behandeln und betrach- Funktionsweise, Abgrenzung gegen Konkurrenztechnologi- ten, ob es Produktgestaltungsfelder und Benutzerlebnis- en, Einsatzmöglichkeiten, Produktgestaltungs DNA se gibt, die nur durch holographische Folien ermöglicht werden oder durch deren Einsatz einen gestaltbaren Beschreibung: Nutzungsvorteil erhalten, die nicht bereits durch Konkur- Holographische Folien sind dünne transparente Folien renztechnologien abgedeckt werden. mit einer photoaktiven Schicht in die sich ein Scheinraum Da der Umgang mit holographischen Folien in der Pro- oder sogar ein bewegter Scheinraum belichten oder an- duktgestaltung neu ist und wir holographische Bilder ders gesagt programmieren lässt. nur von früher als 3D Bilder im Museum zur Darstellung Holographische Folien manipulieren, nach Ihrer Belich- von historischen Köpfen oder Insekten kennen, und es tung, Licht. des weiteren Visionen gibt, die sich nicht mit den realen Ähnlich realer, optisch wirksamer Körper lassen sich da- Randbedingungen von holographischen Folien verbinden mit gerichtete Lichtstrahlen wie mit Spiegeln und Linsen lassen, soll anschließend ein erster Entwurf eines Gestal- lenken und die Lichtfarbe durch Beugung ändern. In der tungskatalogs erzeugt werden, der Produkt-Designern als kombinierten Nutzung von Lenken und Beugen stellen Anleitung und realistische Inspirationsquelle dienen soll. holographische Folien unter anderem eine mögliche Tech- nologie zur Erzeugung von dreidimensionalen Bildern und Filmsequenzen dar. Die Einsatzmöglichkeiten scheinen vielfältig, neue Her- stellverfahren haben die Darstellungsqualität erhöht. Bis heute konnte diese Technologie keinen Durchbruch feiern und bezogen auf die Darstellung von dreidimensionalen Bildern und Filmen stehen bereits Konkurrenztechnologi- en 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
  • 7. 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-maurer- 2007-2008/9512-10317-_71.html, zuletzt geprüft am 30.05.2010. 9
  • 8. 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 Lebensal- ternativen in denen auch neue Handlungs- und Produkt- konzepte 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 verwen- deten 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 Prinzes- sin 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 Benut- zererlebnis 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. (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. 10 (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.
  • 9. 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 Um- fang 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 Fußballwelt- meisterschaft 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/homeentertain- ment/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/2- 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. 11
  • 10. 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.
  • 11. Das Mitsubishi Research Lab zeigt bereits im Jahr 2008 Abweichende Begriffsbedeutung – Naturwissenschaft und einen Aufbau, der 16 Parallelsequenzen verarbeitetet. Markt Der Aufbau zeigt sehr deutlich, dass wir hier noch einen Im Sinne der Produktgestaltung darf, trotz der durch weiten Weg der Miniaturisierung vor uns haben, den die Physiker erzeugten Grunddefinition was Holographie ist, Medienindustrie wohl beschreiten wird. der Konsument und seine Bedürfnis- und Sprachwelt nicht außer Acht gelassen werden. Wenn die breite Masse der Wo liegt aber der Unterschied? Was ist 3D? Was ist Holo- Konsumenten – also einige Millionen – die volumetrische graphie? Beide Begriffe sind zurzeit Sinnbild für die Dar- Projektion von Prinzessin Leia in Star Wars, das stereo- stellung von räumlichen Bildern oder Filmen, vereinfacht skopische Filmerlebnis von „Avatar“ im Kino oder die gesagt, die Illusion eines plastisch erfahrbaren Raumes Lentikular-Wackelbilder auf Postkarten als Hologramme der über die bloße Oberflächlichkeit eines Bildes, Fotos bezeichnen, kann dies gut oder schlecht sein. Durch die oder Displays hinaus geht. behutsame Nutzung der bestehenden Erwartungshaltun- Im weiteren Verlauf der Recherche wurde sehr deutlich, gen des Konsumenten kann theoretisch die Holographie dass Holographie ein Technologiefeld beschreibt, während behutsam in existente Märkte eingeführt werden, ohne 3D in einer Kurzschreibweise ein Ergebnis beschreibt, das dass große Marktentwicklungsmaßnahmen notwendig drei-dimensionale, räumliche Wahrnehmungserlebnisse werden. Es kann sich aber auch herausstellen, dass sich des Betrachters von Medien und Gegenständen also Arte- aktuelle Benutzergewohnheiten und –zukunftswünsche, fakten in den Raumachsen X,Y und Z wiedergibt. Dieses Erlebnis steht, wie im weiteren Verlauf der Arbeit die im Markt heute mit „Hologramm“ belegt sind, durch erkennbar, mit der Holographie in Verbindung. Es gibt aufkommende Alternativtechnologien befriedigen lassen, große Überschneidungsbereiche. Es kommen aber auch ohne dass die Holographie zum Einsatz kommt oder nur völlig andere Technologien zum Einsatz, um eine (teilwei- in einer Form, dass sie zwar faktisch ein Hologramm dar se) räumliche Wahrnehmung beim Menschen hervorzuru- stellt, vom Konsumenten als solches aber nicht verstan- fen, die sich nicht der Holographie bedienen. den wird und nicht kommuniziert werden kann. Ebenso verhält es sich mit der Holographie und den Es stellt sich die Frage, ob und wie sich die Innovations- Hologrammen selbst. Hologramme können auch, wie im technologie Holographie und das Konsumentenverständ- weiteren Verlauf der Arbeit zu lesen, räumliche Bilder- nis verknüpfen lässt und ob nicht nur das Wort Hologra- wahrnehmungen erzeugen, aber dies ist nur ein Teilbe- phie sondern auch die Technologie einen Mehrwert für reich der so genannten Schlüsseltechnologie Holographie Produkte und Hersteller in Zukunft darstellen kann. im Allgemeinen und der Folien basierten Holographie im Speziellen. Wo werden sie heute und wahrscheinlich morgen einge- setzt? Was kann Produktdesign im Umfeld leisten und wie kann er sie erfolgreich einsetzen? 13
  • 12. 2 Grundlagen: Hologramm und Holographie 2.1 Annaeherung Ein Hologramm ist das Produkt der Technologie Hologra- phie. Während „-graphie“ und „-gramm“ den Prozess des Aufzeichnens und das Produkt die Aufzeichnung bezeich- net, bedeutet „Holo-„ oder „holos“ ganz oder vollständig. Die Begriffe wurden durch den Erfinder und Nobelpreis- träger 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 Opti- mierung der Mikroskopie und erfand dabei zwischen 1947 und 1948 die Holographie(vgl.(10)). Holographie wird oft als eine Art Fotographie beschrie- ben, die die Fähigkeit besitz nicht nur die visuelle Rea- lität als zwei dimensionale, flächige Projektion abzubil- den, 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 un- ter 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- tannica.com/eb-media/76/21076-050-E15FE4EE.jpg, zuletzt geprüft am 04.06.2010. 14
  • 13. „Bekanntlich sehen wir nicht mit den Augen, sondern mit dem Gehirn.“ Romero- Tejedor 09 Original Augen-Hologram aus den 70ern von „holocraft“ (14) Das würde nicht weit genug führen. Ein Hologramm kann Romero-Tejedor trifft die Aussage: Lichtmanipulationen erzeugen, die in ihrer Summe wenig „Bekanntlich sehen wir nicht mit den Augen, sondern mit dem gemein haben mit anderen Medien. Alleine die Eigen- Gehirn. (13)“ schaftsprofile von Fotographie und der Holographie als bildgebendes Medium zeigen kaum Deckungen. Wenn hier im Rahmen der Arbeit die Holographie im Sinne von Design betrachtet werden soll, so stellt sich Auf die Andersartigkeit der Holographie und den Fehler das Problem, dass alles sinnlich Erfahrbare und von der des Vergleichs mit der Fotographie spricht auch Peter Zec Holographie Erzeugte, auf Regeln beruht die nicht intuitiv in der Zeitschrift „Interferenzen“ 1993 an. gelernt sind, jedoch mit bereits gelernten Erfahrungen automatisch assoziiert werden. Wie soll das Neue erfasst „Von der Fotografie unterscheidet sich die Holographie nicht nur und eingesetzt werden, wenn unser Gehirn konstant Ver- allein durch die Möglichkeit, Dinge räumlich abzubilden. Vielmehr gleiche mit Gelerntem zieht, Holographie aber radikal mit basieren beide Verfahren auf grundsätzlich anderen Prinzipien. diesem Gelernten bricht ohne dass es visuell alle Facetten Handelt es sich bei der Fotografie um eine perspektivische Linsenab- seiner Andersartigkeit kommuniziert? Bei der Evaluierung bildungsmethode, so stellt die Holographie ein wellenoptisches Inter- des Nutzungsraums der Holographie muss, durch einen ferenzverfahren dar, das vollkommen auf die abbildende Funktion paranoischen Blick und ein ständiges Hinterfragen gegen einer Linse verzichtet. Daraus erklärt sich zugleich ein wesentlicher den bestehenden Erfahrungsschatz angekämpft werden. Unterschied bezüglich der Anwendung beider Verfahren. Es macht Nur dann kann der Einsatz von Hologrammen in Produk- jedenfalls keinen Sinn, beide Medien konkurrierend miteinander zu ten über die Nutzung als 3D Bild hinauswachsen. vergleichen, da keine gleichen funktionstechnischen Voraussetzungen hierfür gegeben sind (…). (12)“ Dieser eintretende Vergleich ist aber schon fast ein Au- Ein Verstehen der Grundlagen der Holographie hilft den tomatismus, da unser Mechanismus der Erkenntnisgewin- Kreativraum des Machbaren aufzuspannen und zu präzi- nung immer auf dem Gelernten beruht und diese nutzt, sieren. um das sinnlich erfahrbare zu interpretieren. (12) Interferenzen Nr.2/3-93.html (2010). Online verfügbar unter http://www.holonet.khm.de/Holographers/DGH/text/Interferen- zen/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*5fg7-4yvwDaKrncQwpHC- P6A031pvyqil1L8gnSw7mxUajLvg5FnX/Eyemaster.jpg, zuletzt aktualisiert am 08.05.2010, zuletzt geprüft am 03.06.2010. 15
  • 14. 2 Grundlagen: Hologramme und Holographie 2.2 Kerndefinition Hologramm 11 einfaches Computer gene- riertes Interferenzmuster (15) Was macht Holographie zu etwas besonderem? truiert, wieder abgespielt werden. Wenn der Mensch mit Was ist also ein Hologramm? seinen Augen den Empfänger darstellt, kann sein Gehirn „Rein physikalisch betrachtet, handelt es sich bei einem Hologramm ohne weitere Hilfsmittel ein volles, räumliches, visuelles nicht um ein Bild, sondern um einen optischen Speicher, mit dem es Abbild, z.B. ein Raumbild wahrnehmen. Es kann z.B. eine möglich ist, nahezu jede beliebige optische Wirkung zu simulieren. volle, absolut nahtlose, volumetrische Darstellung eines Es sind die besonderen Wirkungsweisen des Lichts und nicht die Gegenstandes im Raum sein. Eine beliebige Umlenkung materielle Realität der Dinge, die sich mittels der Holographie wie des Lichtes und Aufladung auf dessen Weg mit Bild-/ mit keinem anderen Medium zuvor aufnehmen und rekonstruieren Farb- und Rauminformationen kann in der Flucht zwi- lassen.(16)“ schen Hologrammfläche und Sensor (z.B. Auge) wieder- gegeben werden. Denn einfach ausgedrückt ist eine Hologramm nur ein gesteuertes, mathematisch kalkulierbares Interferenzmu- ster. Es ist die aufgenommene Transformation von sich über- All das erzeugt ein Interferenzmuster welches fuer den lagernden, so genannten kohärenten Lichtbündeln und Betrachter unsichtbar bleibt. deren Dateninhalten. Es hat die Eigenschaft gerichtetes Licht so zu steuern, dass die enthaltenen Daten der vor- Wie ist das moeglich? her abgespeicherten Licht-. Raumsituation in der Flucht zwischen der projizierten Fläche und Empfänger rekons- (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- ferenzen/Interferenzen_2393.html, zuletzt aktualisiert am 02.06.2010, zuletzt geprüft am 02.06.2010. 16
  • 15. (17) Stadt Braunschweig (2009). PhaenoIAV.JPG, Online verfügbar unter http://www.braunschweig.de/politik_verwaltung/fb_institutionen/staedti- sche_ 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
  • 16. 2 Grundlagen: Hologramme und Holographie 2.3 Physikalische Grundlagen Holographie basiert auf einer Anzahl grundlegender phy- sikalischer Effekte, die in ihrem Zusammenspiel radikal andere Herangehensweisen, zur Nutzung und Manipulati- on von elektromagnetischen Wellen ermöglichen. Dabei sind die Elemente Licht, Interferenzmuster und der Empfänger die wichtigen Elemente im System. 13 Lichtmodelle (18) 14 Eine einfache Wasserwelle (19) (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/ commons/7/75/2006-01-14_Surface_waves-2.jpg, zuletzt aktualisiert am 17.03.2006, zuletzt geprüft am 03.06.2010. 18
  • 17. 16 Das Spektrum elektromagnetischer Wellen (21) 2.3.1 Licht Licht bildet in allen Fällen der Bildgebung das Trans- Radiowellen und Licht gehören zur Klasse der elektro- portmittel für die Daten zwischen Datenspeicher und magnetischen Wellen. Es sind Transversalwellen, die Empfänger. 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 Während Radiowellen Wellenlängen im Meter bis Kilo- beschreibt, die reflektiert, gebrochen und absorbiert meterbereich besitzen, kann der Mensch diese Wellen werden, sondern auf dem Modell, dass Licht Wellen sind, als farbiges Licht zwischen 380 und 780nm (vgl. 22) mit die sich im Raum vergleichbar mit Radio-, Wasser- oder Hilfe seiner Augen wahrnehmen. Schallwellen ausbreiten. 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
  • 18. 2 Grundlagen: Hologramme und Holographie 2.3 Physikalische Grundlagen 2.3.2 Kohärentes Licht Für die Erzeugung von präzisen Hologrammen ist mono- Dieses wird bereitgestellt durch den Laser, der am 18. chromatisches, kohärentes Licht notwendig, schematisch Mai 1960 vor 50 Jahren seine Geburt feierte. in Abb. 17 dargestellt. Es ist ein Licht dessen räumlicher Fifty years ago, on May 16, the first functioning laser was switched punktueller Ursprung, Frequenz und Phasenlage über on at the Hughes Research Laboratories in California. Constructed Zeitperiode und Strahlweite möglichst konstant bleibt. by engineer and physicist Theodore Maiman, this first Light Amp- lification 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/peop- le/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.powerhousemuse- um.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. (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. 20
  • 19. 19 Aufbau einer Laserdiode 20 Regenbogenholo- in einem Laserpointer (26) gramm als Ohrring (27) Im Aufbau zur Erzeugung eines Hologramms werden Für das Sehen von Hologrammen ist nicht zwingend ein die notwendigen Lichtstrahlen durch Aufteilung eines Laserstrahl notwendig. Wichtig ist, dass das Licht zum Strahls erzeugt, so bleibt die Kohärenz untereinander Rekonstruieren des Hologramms gerichtet ist, sonst gewahrt. Der Laserstrahl ist des Weiteren zur Erzeugung erscheint das Bild verschwommen. präziser Interferenzmuster, polarisiert. Das Hologramm kann unterschiedlich auf die Summe der Bei der Aufnahme des Hologramms führt die Kohärenz im Tageslicht oder der im Kunstlicht enthaltenen Licht- des Laserstrahls dazu, dass genaue Rückschlüsse auf strahlen reagieren. Oft entstehen Regenbogeneffekte die räumlichen Manipulatoren z.B. Objekte im Weg des im Hologramm. Diese können hilfreich sein, weisen eine Objektstrahls möglich sind, da die Welleneigenschaften kontrastreiche Luminanz auf, sind aber selten schön, des Ursprungslichts bekannt sind. Die Präzision der wegen ihrer brillanten Farbenpracht für das west-euro- Eigenschaften führt dazu dass die nachfolgend beschrie- päische Geschmacksempfinden im besten Fall „fröhlich“ benen Effekte der Beugung und der sich anschließenden oder doch einfach nur kitschig. Interferenz mit trennscharf aufgezeichnet und genutzt werden können. (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
  • 20. 2 Grundlagen: Hologramme und Holographie 2.3 Physikalische Grundlagen 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 Regenbo- geneffekt. Im Falle einer CD und deren mikroskopisch kleinen Oberflächenstrukturen, die im Nanometer Bereich lie- gen, ist dies ebenfalls als Regenbogen wahrnehmbar. Die Farbabfolge bei der Beugung ist im Gegensatz zur Lichtbrechung, die bei Dichtesprüngen des Lichtdurch- trittsmediums z.B. Luft nach Wasser oder Glas entsteht, genau umgekehrt. Anders sieht der Beugungseffekt im Falle von monochro- matischem 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/ Diffraction_of _laser_beam_on_ grating.JPG, zuletzt aktualisiert am 10.03.2008, zuletzt geprüft am 04.06.2010. 22
  • 21. 2 Grundlagen: Hologramme und Holographie 2.3 Physikalische Grundlagen 2.3.4 Interferenz 23 Interferenzmuster un- 24 Beugung am Spalt (31) 25 Beugung und Interfe- endlich vieler Wellen (30) renz an einem Objekt (32) Wenn zwei Wellen sich überlagern kommt es zur In- Dieser Effekt tritt nicht nur an einem Spalt sondern auch terferenz. Die Wellen können sich, je nach Phasenlage an der Grenzfläche von Objekten auf, so dass Objekte, verstärken oder auslöschen. Im normalen Tageslicht ist die im Weg eines Lichtstrahls liegen, das Licht an den dies nicht wahrnehmbar da es aus einem chaotischen Objektgrenzflächen beugen. Im weiteren Abstand treten Wellenmuster besteht. wieder Interferenzen auf. Die beiden Kanten verhalten sich wie die Erzeuger von zwei zueinander kohärenten Treffen aber einige wenige, kohärente Wellen aufein- Wellen, die bei Überlagerung ein Interferenzgitter erzeu- ander, so sind sehr gut die entstehenden Muster der gen. 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. (30) Bienchen333 (2007): wasser_wellen.jpg. Online verfügbar unter http://fotowettbewerb.hispeed.ch/original/349587/kleine_wel- len/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/artic- le_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
  • 22. 2 Grundlagen: Hologramme und Holographie 2.3 Physikalische Grundlagen 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 ver- ändert. Das neue Interferenzmuster aus Objektstrahl und Re- ferenzstrahl wird komplexer. Es speichert nun, zusätz- lich zu den beiden bekannten Lichtdateninhalten, die räumliche Gestalt, Oberflächen und intrinsischen optisch relevanten Materialeigenschaften der Manipulatoren ab. 27 Beugung eines monochromati- schen Lichtstrahl am Spalt(34) (33) Saxby, Graham (2004): s.9; Practical holography. 3. ed. Bristol: Inst. of Physics Publ. (34) Saxby, Graham (2004): s.10; Practical holography. 3. ed. Bristol: Inst. of Physics Publ. 24
  • 23. 2 Grundlagen: Hologramme und Holographie 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-Holo- gramm. Transmissions-Hologramme werden auch Fresnel-Holo- gramme genannt. Zur Rekonstruktion des Bildstrahls ist der gleiche Lichtstrahl wie bei seiner Herstellung von Vorteil. Andernfalls kann es zu Regenbogeneffekten 28 Schematische Darstellung kommen. Es eignet sich sehr gut als holographisches, Transmissionshologramm Auf- optisches Element, indem zum Beispiel eine Linse in den nahme und Rekonstruktion (35) 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 Kontrastie- rung. Durch eine besondere Anordnung der Interferenz- gitter, sind Reflektionshologramme auch tageslicht- oder weißlichttauglich. Sie benötigen zur Rekonstruktion nur gerichtetes Licht. Sie lassen sich als vollfarbiges, voll- plastisches Display-Hologramm benutzen. 29 Schematische Darstellung 30 RGB Reflektionsholo- Erzeugung und Rekonstruktion gramm und Figur(36) eines Reflektionshologramm (36) (35) Saxby, Graham (2004): s.47; Practical holography. 3. ed. Bristol: Inst. of Physics Publ. (36) Saxby, Graham (2004): s.49; Practical holography. 3. ed. Bristol: Inst. of Physics Publ. (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
  • 24. 2 Grundlagen: Hologramme und Holographie 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 speichern. Es entsteht kein „ghosting“, d.h. es werden Eine Sonderform stellen Hologramme dar, die von der keine Bilder an das falsche Auge abgegeben. Die Bilder Seite durch das Material, ähnlich einem Lichtleiter, können voll RGB und vollplastisch sein. angestrahlt werden. Die Herstellung ist komplex, und es kommt schnell zu mehrfachen Regenbogeneffekten. Hier sei bereits angemerkt, das heute in Bezug auf die Nachdem es Anfang 2000-2004 einige Veröffentlichun- industrielle Anwendung von Hologrammen ein starker gen dazu gab, wird diese Art der Beleuchtung nicht mit Trend hin zu computergenerierten Hologrammen (CGH) Energie weiterverfolgt. besteht. Dazu können alle notwendigen Bild-, Licht-, Raumdaten in den Rechner geladen oder dort erstellt Multiplexing: werden. Hier wird die Bildfläche ähnlich einer Lentikularlinse in Die Freiheitsgrade und die Nutzung sämtlicher Lichtma- Streifen unterteilt. Jeder Streifen wird mit einem Ein- nipulationsmethoden sind hier zugänglich. zelbild belichtet. Das Auge nimmt jedes Einzelbild auf Dabei ist die zu verarbeitende Datenmenge für ein der gesamten Bildfläche wahr. Mit Hilfe dieser Technik hochwertiges Hologramm immens groß. Ein Hologramm lassen sich im Gegensatz zu Lentikularlinsen bis zu 1000 enthält viel mehr Daten als z.B. ein Bild. Hologrammfoli- Bilder in einer Oberfläche abbilden. Diese werden, wie en können heute bis zu 200.000 dpi. besitzen. von Lentikular-„Wackelbildern“ bekannt, durch die Kopf- oder Lichtrepositionierung abgespielt. Es lassen sich Filmsequenzen von einigen Sekunden Länge dadurch ab- (38) Collection - Light Fantastic (2008): Marilyn2.jpg. Online verfügbar unter http://www.jrholocollection.com/collection/ima- ges/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- fantastic/Marilyn.jpg, zuletzt aktualisiert am 05.03.2008, zuletzt geprüft am 04.06.2010. 26
  • 25. Regenbogenhologramme: Zur Erzeugung einer stärkeren Leuchtkraft bei Tages- licht 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 Dekor- 33 Regenbogenhologramm oder Sicherheitsanwendungen. als Kellog’s Beilage(40) (40) Erzeugt durch den Autor 27
  • 26. 2 Grundlagen: Hologramme und Holographie 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 Das Sehzentrum im Hirn unterteilt seine Wahrnehmung räumliche Darstellungsfähigkeit von Hologrammen auf in mehrere Kategorien: besonderes Interesse. Auch wenn die Eigenschaften von Hologrammen viele wichtige Aufgaben erfüllen, der • Farbe Wow-Effekt tritt vor allem dann auf, wenn Menschen • Objekt- und Raumtiefe qualitativ hochwertigen Hologrammen gegenüberste- • Form und Gestalt hen und sogar die Hand nach dem imaginären im Raum • Bewegung 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 an- geregt, gereizt, die Reize werden in elektrische Impulse 35 Schema Anato- transformiert, die im Gehirn zu einem Empfinden führen. mie 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]. (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. 28
  • 27. 2 Grundlagen: Hologramme und Holographie 2.5 Die menschliche Wahrnehmung: 2.5.1 Dimensionen der Raumwahrnehmung Es soll kurz für das weitere Verständnis auf die räumli- che Wahrnehmung eingegangen werden. Laut Saxby gibt es beim Menschen sieben verschiedene Akkomodation: Beschreibt das Scharfstellen, die Re- Ebene der räumlichen Wahrnehmung. Fokussierung der Augen, wenn der Blickpunkt auf ein anderes Objekt wechselt, welches eine andere Entfer- Parallaxe: Wenn der Betrachter den Blickpunkt verän- nung zum Betrachter hat. dert, scheinen sich die Objektpositionen an sich und zu- Beleuchtungskontrast: Grob-Kontrast (Gestalt) und Fein- einander zu verschieben. Dabei kann in die vertikale, die Gestalt Kontrast (Textur und Oberfläche) lassen Rück- horizontale oder die Voll-Parallaxe untergliedert werden, schlüsse über die Raumstruktur des Objektes zu. je nachdem in welche Richtung dieser Effekt auftritt. Konvergenz: Wenn beide Augen denselben Punkt fokus- Relative Größe: In Abhängigkeit der Entfernung zwei sieren, kann das Gehirn auf Basis der Winkelstellung der gleich großer Gegenstände, scheint der entferntere Augen die Entfernung einschätzen. kleiner zu sein. Stereopsie - Disparität: Die Augen sehen von einem Ob- Atmosphärische Perspektive: Der Kontrast nimmt bei jekt im Raum leicht unterschiedliche Bilder. Die enthal- entfernten Objekten ab und bekommt einen leichten tenen Bildinformation und die unterschiedlichen feinen Blaustich. Unterschiede z.B. den Parallaxen im Raum, fügt das Verdecken: Objekte im Vordergrund überlagern und ver- Gehirn zu einem Bild plus Rauminformation zusammen. decken Objekte welche dahinter liegen. (vgl.(45)) (45) Saxby, Graham (2004): s.4; Practical holography. 3. ed. Bristol: Inst. of Physics Publ. 29
  • 28. 2 Grundlagen: Hologramme und Holographie 2.5 Die menschliche Wahrnehmung: 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 kön- nen die Disparität nicht verarbeiten. 36 Stereoskop einer Tastatur (45) (46) Toomasson, Taavi (2008): „210752_b4d14ca976_o.jpg“. URL: http://static.zooomr.com/images/210752_b4d14ca976_o.jpg [Stand: 06. Juni 2010]. 30
  • 29. 2 Grundlagen: Hologramme und Holographie 2.6 Raumwahrnehmung bei Hologrammen Hologramme sind diesen Technologien in ihrer potentiel- len Leistungsfähigkeit der Darstellung von Räumlichkeit weit voraus. • Sie können theoretisch das gesamte Spektrum der Raumwahrnehmung vor, hinter oder in der Interfe- renzschicht erzeugen. • Eine Repositionierung des Blickpunktes macht ver- deckte Objekte sichtbar. • Eine Scharfstellung auf nahe und ferne Punkte ist notwendig. • Jedoch haben Hologramme einen eingeschränkten 37 Maximaler Betrachtungsraum pro Be- trachtungspunkt vor der Interferenzebene (47) Betrachtungswinkel, siehe Abb. 38. • Das Objekt kann sich nur in der Flucht der Daten- Fläche befinden. Virtuell überstehende Elemente werden abgeschnitten, siehe Abb.37. Und oft ist eine volle Ausnutzung der Eigenschaften nicht notwendig oder sinnvoll. Meist werden Teileigen- schaften des Holgramms genutzt und bieten bereits einen entscheidenden Vorteil gegenüber konventio- nellen 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/pic- tures/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/pic- tures/SRT_Holo_Classic_vs_SeeReal_01_l.png, zuletzt aktualisiert am 30.04.2008, zuletzt geprüft am 07.06.2010. 31
  • 30. 3 Hologramme in der Anwendung 3.1 Geschichte der Holographie 39 Transmissionshologram von 1966 (49) C.Huygens der zwischen 1629 und 1694 lebte formulierte den Satz: Jeder Punkt der von einer Welle getroffen wird, ist Aus- gangspunkt 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) 1948 lautet das offizielle Jahr, in dem die Holographie erfand. von Denis Gabor erfunden wurde. Die Grundlagen für die 1965 erschienen erste Veröffentlichungen zur hologra- Holographie wurden aber bereits viel früher gelegt, wäh- phischen Interferometrie. rend wichtige Meilensteine erst Jahre später die ersten 1967 erste Massenherstellung eines Hologramms für das befriedigenden Hologramme hervorbrachten. „World Book Encyclopedia Science Yearbook“. 1968 Regenbogenhologramme werden von Dr. Stephen a. Die wichtigsten Bausteine zur Beschreibung der Holo- Benton erfunden, die ebenfalls wie Denisjuk bei norma- graphie bilden die physikalischen Beobachtungen der lem Licht zu sehen sind. Beugung und der Interferenz von Wellen. 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- WmSVq1UMNu4y-aRtM1SPTb-VU5Fv9fqXuZTlTf2YRlxE/leith.jpeg, zuletzt aktualisiert am 31.03.2009, zuletzt geprüft am 07.06.2010. 32
  • 31. 40 Mastercard begründet vor gut 25 Jah- ren den Hologramm-Markenschutz (50) die Erfindung der Holographie. 2000 Geola produziert die ersten digitalen Farbholo- 1974 Entwicklung von Prägehologrammen. gramme, erstellt mit einem gepulsten RGB Laser. 1976 Museum der Holographie wird in New York eröff- 2007 Geola’s benennt seine Digitalhologramme „Synfro- net. Der erste voll-holographische Film wird gezeigt. Nur grams“. (Vgl. (51,52)) zwei Personen im Raum können ihn sehen. 2007 SeeReal teilt mit, dass sie das erste echte hologra- 1983 Mastercard International. Inc. bringt als erster eine phische Display erzeugen können. (54) Kreditkarte mit Präge-Hologramm auf den Markt und 2008 „University of Arizona“ entwickelt und zeigt Studie begründet damit den Markenschutz auf Basis von Präge- zu wiederbeschreibbaren Hologrammen. (55) hologrammen. 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 Associa- tion“ (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. 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/article- display/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
  • 32. 3 Hologramme in der Anwendung 3.2 Der Markt 42 Sicherheitshologramm Im Laufe der 60 jährigen Geschichte hat sich das Feld Dabei gilt es folgendes festzuhalten: der holographischen Folien zu einem Markt mit konstan- • Die Masse der Hologramme besteht heute aus tem Wachstum entwickelt. Der große Durchbruch blieb Prägehologrammen. Grund dafür sind die sehr aber bis heute (gefühlt) aus. günstigen Reproduktionskosten, der Markenschutz umfasst 1,6 Milliarden Dollar. Die Internetseite Hologramforid.com (folgend HFID • 60% des Marktes der Industriegüter stellen holo- genannt) beruft sich in einem Artikel über die zukünf- graphische Scanner z.B. zum Lesen der Barcodes an tige Marktentwicklung der Holographie auf eine Studie der Kasse dar. von Anfang 2008, erzeugt durch das “Global Industry • USA ist mit knapp 48% in 2006 der größte Markt. Analyst, Inc.” (im folgenden GIA). In dem Artikel wird • Holographische optische Elemente (HOE), also berichtet, dass für das Jahr 2010 (die zwischenzeitli- Linsen, Spiegel, Beam-Splitter sind der am stärksten che Krise außer acht gelassen) für die Holographie ein wachsende Technologie-Bereich. Das Anwendungs- Marktvolumen von 11,3 Milliarden US-Dollar prognosti- feld erstreckt sich auf fast alle Bereiche der Optik ziert wurde. und Optoelektronik. • Im Rahmen der Studie, wird sowohl der holographi- schen Datenspeicherung, als auch der Holographie in zukünftigen Computern ein großes Potential zugesprochen. • Größtes Potential besitzt die Holographie in den Branchen Automobilbau, Informations-Kommunika- tions-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- reach.cfm, zuletzt aktualisiert am 05.06.2010, zuletzt geprüft am 05.06.2010. 34
  • 33. 3 Hologramme in der Anwendung 3.2 Der Markt 3.2.1 Ableitungen 44 Lichtbeugungsoptik (58) 43 Metalloberfläche mit Hologramm (57) Im Rahmen der Recherche fiel auf, dass Holographie vor Beispielsweise hat das Fraunhofer Institut im Zuge des allem als Schlüsseltechnologie für technologisch getrie- Produktschutzes in den letzten Jahren ein Verfahren bene Baugruppen und Komponenten zum Einsatz kommt entwickelt, bei dem mit Hilfe einer Sprengladung Holo- und als Zukunftsmarkt beschrieben wird. Holographische gramm-Strukturen in die Oberfläche von Metallbauteilen Effekte werden hier aus Effizienzgründen eingesetzt. geprägt werden können. Hologramme im direkten Bezug zum Benutzer werden bei den Marktbetrachtungen nur im Sinne der Verpa- ckungsindustrie zur Effekterzeugung angesprochen. Dies Ist eine kontrollierte optische Wechselwirkung zwischen wird aber nicht als Wachstumsmarkt thematisiert, da Lichtquelle, Oberfläche und Empfänger gewünscht, sind Prägehologramme mit ihren Regenbogenfarben schon meist planare oder gebogenen, zur Lichtquelle konzent- lange bekannt sind und keinen Mehrwert erzeugen kön- risch ausgerichtete Oberflächen zu finden. nen. Bei geforderter hoher optischer Qualität werden massive Glas- oder Kunststoffoptiken gefertigt. Die neuen vollfarbigen RGB – Holographietypen werden noch nicht angesprochen. Eingrenzung: Präge- oder Regenbogenhologramme sind stark ver- Der Konsum- und damit Massenmarkt nutzt Folien zur breitet und lassen sich, da es vereinfacht gesagt Laser Fertigung von holographischen Elementen. Die Präzision erzeugte Mikro- oder Nanostrukturen auf der Oberfläche ist hierfür ausreichend und die weitere Verarbeitung ein- sind, fast auf jedem Profil, in verschiedensten Werkstof- fach und etabliert. Gerade die Wechselwirkung zwischen fen und Herstellungsverfahren darstellen. Das Ergebnis Produktgestaltung und Sicherheitstrends sind hier be- sind meist schillernde respektive schwer zu kopierende sonders spannend, weshalb hier weiter die folienbasierte Dekore für diese Anwendungsbereiche. Holographie betrachtet werden soll. (57) Mahler, Dirk (2009): md06s_ fo2g _tcm7-12343.jpg. Fraunhofer. Online verfügbar unter http://www.fraunhofer.de/Ima- ges/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
  • 34. 3 Hologramme in der Anwendung 3.3 Industrielle Herstellungstypen von Folien-Hologrammen 46 Beispiel Holgrammlayout (60) In der hologrammproduzierenden Industrie wird, im Zusammenhang des Materialaufbaus und der Fertigungs- technologie, von zwei Hologrammtypen gesprochen, Oberflächenstrukturhologramme und Volumen-Hologramme. Die Fertigungsverfahren und Werkstoffaufbauten, sowie die optische Leistungsfähigkeit weichen dabei voneinan- der teilweise ab. 3.3.1 Oberflächen-Strukturhologramme Bei Oberflächenstrukturhologrammen liegen die Inter- Am Anfang der Fertigung steht die Prägeplattenerzeu- ferenzmuster direkt an der Oberfläche wie bei optische gung. Dafür wird im ersten Schritt ein echtes Hologramm Datenspeichern. Diese Oberflächenhologramme eignen auf Basis einer Grafik-/Raumgestaltung erzeugt. sich besonders gut für die schnelle preiswerte Repro- duktion, denn sie können mit Hilfe von Metallplatten in Die Gestaltung erfolgt heute meist voll digital mit gängi- ein weiches Material mit gutem Auflösungsvermögen, gen 3D- oder Grafik-Programmen. Die Gestaltung wird im z.B. Kunststoff geprägt werden. Sie heißen deshalb auch asiatischen Raum oft „Artwork“ genannt. Auf asiatischen meist Prägehologramme. Internetseiten sind hunderte, verschiedenste Layouts zu sehen, die sich gegenseitig versuchen zu überstrahlen. Die Gestaltung und Fertigung von Prägehologrammen Nach Fertigstellung werden die Druckdaten in ein Photo- ist der Herstellung von Printmedien sehr ähnlich, wobei polymer auf einer Trägerplatte oder Folie belichtet und zusätzlich eine limitierte dritte Raumdimension und kur- entwickelt. ze Bildfolgen (Daumenkino, Wackelbilder) möglich sind. Dafür ist die Farbgestaltung eine völlig andere. Jede Struktur erstrahlt je nach Winkel in einer Abfolge der 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]. (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. 36
  • 35. 43 Metalloberfläche mit Hologramm (57) 45 Praegemaschine (59) 47 Folien-Coils (61) 48 Geldschein (62) Vom Master, welcher bereits die Oberflächenstrukturen Prägehologramme sind Transmissionshologramme. Sie aufweist, wird nun, durch einen Beschichtungsprozess, besitzen auf der Rückseite eine metallische Schicht. Das unter anderem galvanisch, ein metallischer Abdruck Licht tritt von der Vorderseite ein, wird von der Rücksei- erstellt. te reflektiert und an den Hologrammstrukturen gebeugt. Auf Basis der galvanisch hergestellten Druckplatte wer- Alle silbrig glänzenden Hologramme sind Prägehologram- den die Strukturen in preiswerte PVC (Polyvenylchlorid) me. oder PET (Polyethylen-Therephtalat) Folie heissgeprägt. Die Regenbogenhologramme können 2D, 2,5D oder auch in 3D mit einer geringen optischen Tiefe sowie einem Bildumschlag ausgeführt werden. Prägehologramme werden in der Massengüterindust- rie als Geschenklabels, Heftbeilagen aber auch in der Verpackungsindustrie und als Sicherheitshologramme verwendet, da sie gemessen am Preis einen hohen Ko- pierschutz 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.bri- tannica.com/eb-media/64/96864-050-B2994CB6.jpg, zuletzt geprüft am 09.06.2010. 37
  • 36. 3 Hologramme in der Anwendung 3.3 Industrielle Herstellungstypen... 3.3.2 Volumenhologramme Volumenhologramme sind um ein Vielfaches leistungsfä- Im Gegensatz zu Prägehologrammen ist Reproduktion higer als Strukturhologramme. Sie besitzen eine photo- aufwändiger. Von dem finalen Master wird in einem aktive Schicht. Sie ist sehr dünn aufgetragen. Für das weiteren Belichtungsschritt eine Negativ-Kopie erstellt, Licht hat sie bereits eine relevante Tiefe von mehreren diese dient als Belichtungsschablone der Positiv-Kopien. Wellenlängen, so dass von einem Volumen gesprochen Der Belichtungsprozess dauert einige Sekunden, und werden kann. es existierten bis vor kurzem keine Maschinen. Damit waren Volumenhologramme vor allem in der Kleinse- Bei der Belichtung bilden sich im Volumen Strukturen rie und der Kunst zu finden. Es existierten auch keine aus, die eine andere Dichte aufweisen. An diesen Struk- Belichtungs-Halbzeuge. Die Photoaktive-Emulsion wurde turen wird das Licht gebeugt. von Hand aufgetragen. Es können wesentlich komplexere respektive feinere Interferenzmuster abgespeichert werden als bei Oberflä- Ansteigende Anforderungen im Bereich des Kopierschut- chenhologrammen. Folien-Volumenhologramme können zes von Gütern hat aber dazu geführt, dass nach neuen bereits die komplette Bandbreite der Lichtmanipulation Wegen gesucht wurde. abdecken. 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. (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]. 38
  • 37. 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 Die aktive Emulsion kann klassisch wie bei der Fo- vorgestellt. Seit dem Tag sind voll-farbige Hologramme tografie Metallverbindungen enthalten, die nach der möglich, die auch mit weißem Licht ein Bild rekonstruie- Belichtung entwickelt werden müssen oder aus einer ren. Die Farbdarstellung weist aber noch Ungenauigkei- Monomeremulsion bestehen, die bei Temperatur oder ten auf. Lichteinwirkung polymerisiert. Bei Photopolymeren ist keine Nachbehandlung notwendig. Seit kurzem bieten DuPont und DaiNippon Printing Co., Die Folien-Formate sind größer. Da es keine dimension- Ltd. photoaktive Folien an. Es sind mehrschichtige Foli- sändernden Optiken gibt, muss im 1 zu 1 Format gear- en. Wie in der Patentskizze zu sehen, besteht die Folie beitet werden. Die Folien sind für die Verarbeitung auf aus zwei Schutz-Trägerfolien (2,6), zwei Klebeschichten Druckmaschinen und nicht für den Privatbedarf ausge- (3,4) und der photoaktiven Schicht in der Mitte des legt. Folien-Composites. (vgl. (64)) Einen weiterern Meilenstein bildet die computergestützte Hologrammgestaltung gepaart mit Hologrammbelich- tungsdruckern in RGB und Hologrammfolien, die Farbe sogar bei normalem Tageslicht darstellen können. 50 Querschnitt-Skizze aus Dai- Nippon 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/Rab- bitholes-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/ima- ges/gallery/5ed09205b8eedd9551d9076791c27b58.JPG?rand=911648034, zuletzt geprüft am 07.06.2010. 39
  • 38. 3 Hologramme in der Anwendung 3.3 Industrielle Herstellungstypen... 3.3.2 Volumenhologramme Die Raumgestaltung bewegt sich zwischen dem klassi- schen 3D-CAD und einer „Virtual Reality“(VR) Filmpro- duktion. 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 Raumgesamtwahr- nehmung zusammengestellt werden. Weiterhin gibt es auch noch den Weg der analogen Ferti- gung. 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. (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. 40
  • 39. 3 Hologramme in der Anwendung 3.4 Hologrammtypen und deren Anwendung Präge-Hologramme mit einer Industrie-Historie von über Das Anwendungsfeld teilt sich dabei auf die folgenden 25 Jahren sind mittlerweile etabliert. Auf der ganzen Bereiche auf: Welt sind günstige Fertigungsstätten für diese Art der Hologramme zu finden. Der große Schritt scheint den Sicherheit, Markenschutz Volumenhologrammen noch bevorzustehen oder er wird • Banknoten, -karten weiterhin ausbleiben. • Arzneimittel • Software Der größte Treiber im industriellen Einsatz von Ho- • Industrieteile logrammen, ist neben der Miniaturisierung der Mar- Technologieträger ken- oder Kopierschutz. Bei genauer Recherche gibt es • Elektronik aktuell und gerade in den letzten Jahren eine ganze • Datenspeicherung, Optik Reihe interessanter Anwendungen, die holographische • Prüfverfahren, Interferrometrie Folientechnologien einsetzen oder in Zukunft einsetzen • Solar werden. Im Folgenden soll eine kleine Auswahl darge- Produktgestaltung stellt werden. • Sport und Freizeit Artikel • Spielzeug • Luxus- und Konsumartikel • Packaging • Promotion • POS (Point of Sale) Kunst Architektur 41