--------------------------------------------------------------------------------------------- Optimizer of Information Technology & Communication ----------------------------------------------------------------------
امنیت، سرعت و دقت را از ما بخواهید

بررسي و مطالعه پارادايم نوين هولوگرافيك

دكتر امين گلستاني

مشاور و مدرس حوزه استراتژي فناوري اطلاعات



از آنجا كه علوم فناوري اطلاعات و ارتباطات بر اساس قوانين و اصول ساير علوم پايه بنا شده است و اصولا يك علم ميان‌رشته‌اي محسوب مي‌شود لذا پيشرفت و دستاوردهاي ساير رشته‌هاي علمي مي‌تواند بر سرعت پيشرفت و توسعه مرزهاي فناوري اطلاعات بسيار موثر واقع شود. براي مثال زمانيكه در فيزيك هسته‌اي، اصول حركت الكترون‌ها و توانايي آنها در ثبت اطلاعات مطرح شد، طي مدت زمان بسيار كوتاهي محققان حوزه فناوري اطلاعات توانستند اولين نسخه كامپيوتر و پردازشگرهاي كوانتومي را در آزمايشگاه بسازند و سرعت پردازش و تراكنش اطلاعاتِ مافوق تصور بشر را خلق كنند، يا توسعه علوم شيمي در تركيبات جديد نيمه‌هادي‌ها به اختراع تراشه‌هاي كوچك‌تر منتج و باعث شد تا اندازه كامپيوترها به ده‌ها برابر كوچك‌تر كاهش يابد و همين مزيت موجب بكارگيري كامپيوتر و پردازشگرها در بسياري از لوازم و تجهيزات ديگر شد، حال با توسعه توانايي‌هاي علوم فيزيك اپتيك، دريچه جديدي بروي محققان حوزه فناوري اطلاعات باز شده وتوانسته‌اند تا با تلفيق قابليت‌هاي انكسار نور ليزر تحت عنوان هولوگرافي به نمايش و انتقال تصاوير سه بُعدي خارج از شيشه نمايشگرها و جلوي چشم افراد بپردازند و با عملي كردن بحث كل‌نگري تحت اصول هولوگرافيك و تصویرسازي پروسه‌ها به صورت زنده و سه بُعدی، خدمات زيادي را به چندين نقطه مختلف جغرافيايي در يك زمان واحد ارائه كنند.

holo01

هولوگرافي يكي از مباحث علمي بسيار جذاب علوم اپتيك است كه به تازگي پا به عرصه فناوري اطلاعات و ارتباطات گذاشته است و با شگفتي‌هاي جديدش، طرفداران زيادي به خود اختصاص داده است بطوريكه پس از ظهور اين قابليت، در مدت زمان كوتاهي شاهد اختراع نمايشگرها، تلويزيون‌ها، گوشي‌ها، دوربين‌ها و حافظه‌هاي هولوگرافيكي هستيم كه مي‌توانند دروازه‌هاي جديدي را براي بشرِ علاقمند به استفاده از فناوري، باز و تجربه نزديك شدن به واقعيت را در اذهان ايجاد كنند.

هولوگرافي، تمام‌نگاري يا رويانمايي به معناي ثبت كامل يك تصوير با اطلاعات مربوط به سه بُعد طول، عرض و ارتفاع، پديده‌اي است ماوراي برجسته‌بيني يا استريوسكوپي كه گاهي بصورت هولوگرافيك پروجكشن نيز بكار برده مي‌شود. چراكه در برجسته‌بيني فقط از يك زاويه مي‌توان اشياء را برجسته ديد و به اين بُعد كه دوربين‌ها در آن مستقر بوده و از آن منظر تصوير را ثبت كرده‌اند، بُعد كاذب مي‌گويند و فقط وقتي برجسته بودن تصاوير احساس مي‌شود كه زاوية نگاه بيننده با زاويه ثبت تصوير در دوربين‌ها يكي باشد. اما موضوع، در تمام‌نگاري كاملا متفاوت است و منظره ثبت شده از تمام زوايا قابل روئيت است و حتي ناظر مي‌تواند با حركت و تغيير زاويه ديد، اختلاف منظر زيادي را احساس كند، درست مانند زمانيكه اطراف يك جسم يا شيء واقعي گردش و زواياي مختلف را مشاهده مي‌كند. برهمين اساس هولوپروجكشن‌ها يا دستگاه‌هاي منتشركنندة تصاوير هولوگرافيك ساخته شده‌اند و قادرند در مقياس‌هاي بسيار بزرگ مانند پرده‌هاي نمايش سينماها و يا اندازه‌هاي كوچك مانند گوشي تلفن همراه جذابيت‌هاي نمايشي فوق‌العاده را خلق كنند.

تمام‌نگاري با اختراع نوع خاصي از منبع نور ليزر پديد آمده است. دراين تكنيك، براي نشان دادن عمق يك منظر بايد از نوري تك رنگ، تك فركانس و قوي استفاده كرد تا هر موج بتواند با سير امواج نوري، هم فاز يا همدوس شود كه البته اين ويژگي‌ها در نور ليزر وجود دارد. بر همين اساس، ليزر مبناي توليد هولگرام‌ها و تصاوير هولوگرافيك قرار گرفت. بدين‌صورت كه براي ساخت يك هولگرام، پرتوي ليزر به جسمي تابيده مي‌شود، يك قسمت از پرتو با جسم برخورد مي‌كند و روي صفحه عكاسي منعكس مي‌شود و قسمت ديگر آن بصورت مستقيم روي صفحه تابانده مي‌شود تا با ايجاد فرايند تداخل بتوان به يك الگوي برجسته به نام هولوگرام يا نشانه تصوير سه بُعدي  دست يافت. در حقيقت   Holo به معنی تمام و کل و Graph به معنی نمایش و Gram به معنی تصویر است. بنابراين همانطوركه هولوگرام یک تصویر سه بُعدی از یک جسم است که توسط دو شعاع لیزر بر روی یک صفحه فیلم ایجاد شده است و با تغییر در زاویه تابش لیزر می‌توان تا بی‌نهایت تصاویر دیگر از اشیا مختلف بر یک صفحه هولوگرام ذخیره كرد، تصاوير هولوگرافيك نيز با همين ويژگي در فضاي سه بُعدي و بدون نياز به پرده يا صفحه نمايش شكل مي‌گيرند، به نحوی که در اين روش تا بی‌نهایت تصویر روی یک فیلم قابل ذخیره‌سازی است.

در عصر حاضر، هولگرام‌ها از صفحات دو بعدي خارج شده و پا به فضاي سه بعدي گذاشته‌اند و ما آنها را به نام تصاوير هولوگرافيك مي‌شناسيم. در اين خصوص، پيشروان علوم فناوري وارتباطات نيز بيكار نبوده‌اند و با توليد گوشي‌ها و نمايشگرهاي هولوگرافيك توانسته‌اند تصاوير را در فضاي سه بعدي به عرصه نمايش بگذارند. لذا طراحان ادعا دارند با استفاده از اين توانمندي، كاربردهاي صفحات نمايش بسيار كم مي‌شود و مي‌توان تصاوير را در محيط سه بعدي و جلوي چشم كاربر با درجه كيفيت بالا و نزديك به واقع، به نمايش گذاشت. برهمين اساس طرح‌هاي زيادي در خصوص مديريت مصرف انرژي و طول عمر باتري‌ها مطرح شده است.

دراين راستا مي‌توان به شركت‌هايي مانند اپل و مايكروسافت اشاره ويژه داشت كه در حال توسعه محصولات خود بر اساس اصول هولوگرافيك هستند. مايكروسافت در توسعه ويندوز ۱۰ قابليت‌هاي هوگرافيك را به سيستم‌عامل اضافه كرده و درحال تكميل نسخه هولوگرافيك سيستم‌عامل جديد است تا بتواند با كمك شركت‌هاي AMD، کوآلکوم، اچ تی سی، ایسر، ایسوس، CyberPowerPC، دل، فالکون نورث وست، اچ پی، iBuyPower، لنوو، ام اس آیو، به‌عنوان شركاي تجاري خود، اپليكيشن‌هاي تمام‌نگار قدرتمندي به كاربران ارائه كند.

اصول هولوگرافيك در بيشتر علوم كاربرد موثر پيدا كرده و حتي موجب ايجاد تغييرات اساسي و بنياديني در برخي صنايع نيز شده است. توليد صفحات خورشيدي بر پايه اين اصول كه مي‌تواند با دريافت حداقل نور خورشيد، حداكثر توان خروجي ولتاژ را توليد كند، پيدايش زيرساخت‌هاي جديد در توليد كامپيوترها بر اساس الكترون‌هاي هولوگرافيك كه از خواص تصاعد امواج الكترون‌ها و امواج نوري استفاده كرده است و با قابلیت دریافت تریلیون بیت در زمان كوتاه، بسيار سریع‌تر از کامپیوترهای نسل قبل خود هستند فقط نمونه‌هايي از ظهور اصول هولوگرافيك در ساير موارد است. بنابراين اصول هولوگرافيك فقط محدود به تصوير و نمايش نيست و توانسته در برخي از زيرساخت‌هاي فناورانه نيز نقش بنيادي به عهده بگيرد.

امروزه با امكانات هولوگرافيك مي‌توان بدون استفاده از هيچ‌گونه ابزاري نظير دستكش يا قلم اقدام به ترسيم سه بُعدي در فضا با زوايا و كيفيت‌هاي مختلف كرد و اين تصاوير بدون هيچ ابزاري و با چشم غيرمسلح به‌سادگي قابل مشاهده خواهند بود. اين كار از طريق انتشار نوعي بخار نامرئي در محيط صورت مي‌پذيرد كه با لمس دست به شكل قابل رويت تبديل مي‌شود و طراحان را قادر مي‌سازد در فضاي سه بُعدي به رسم تصاوير بپردازند و اين موضوع پتانسيل زيادي را در اختيار اساتيد، سخنرانان و طراحان به‌منظور تجسم‌سازي يك صحنه يا تصوير خواهد گذاشت.

holo02

در اين اثناء طراحان تراشه و پردازنده نيز در عرصه فناوري اطلاعات موفق شده‌اند به‌كمك اصول هولوگرافيك به نوع جديدي از مكانيزم ذخيره‌سازي اطلاعات دست يابند و با تبديل داده‌ها از سيگنال‌هاي الكتريكي به سيگنال‌هاي نوري، حجم‌هاي بسيار بالا را در ابزارهاي بسيار كوچكي به اندازه يك دانة كريستال شكر ذخيره كنند. بنابراين اطلاعات دیجیتال كه به شکل صفر و یک سازماندهی می‌شوند به یک الگوی دو بُعدی از تیرگی و روشنی تبدیل می‌شوند. البته شگفتي در اين همين موضوع خلاصه نمي‌شود بلكه با اين روش، سرعت فراخواني داده‌ها نيز به سرعت باورنكردني چند گيگابايت در ثانيه افزايش يافته است، لذا اگر صفحه‌اي در حافظه هولوگرافيك ذخيره شود، مي‌توان آن را بصورت يك‌دفعه‌اي و نه ترتيبي يا تناوبي بازيابي كرد و به همين دليل اين ابزارها، قابليت خواندن و بازيابي اطلاعات را بصورت موازي دارا هستند. هرچند كه هنوز برخي از موانع مانند هزينه بالاي توليد تجهيزات هولوگرافيك و يا پيچيدگي استفاده از تركيبات سنگين نيمه هادي‌ها، سر راه تجاري و عمومي شدن توليد و استفاده از اين ابزارها قرار دارد اما در حال حاضر دانشمندان و محققان توانسته‌اند اين ابزارها را در كامپيوترهاي كوانتومي بكار بگيرند و قدرت آنها را ماوراي انتظارات، افزايش دهند.

دوربين‌هاي هولوگرافيك مي‌توانند بر خلاف دوربين‌هاي مادون قرمز آتش‌نشانان بدون نقطه كور با انتشار پرتوهاي نوري ليزري از ميان شعله‌ها و دودها، تصاوير را بصورت سه بُعدي بازسازي كنند و افراد گرفتار در آتش و دود را شناسايي كنند. امروزه محققان و دانشمندان در حال توسعه اين دوربين‌ها براي بكارگيري در ساختمان‌هاي هوشمند داراي سيستم‌هاي  BASيا BMS[i]  و همچنين تونل‌ها هستند تا در صورت بروز اتفاق، تصاوير هولوگرافيك بصورت زنده و پويا به مراكز امدادي و كمك‌رساني ارسال شود.

تركيب تصاوير هولوگرافيك با ابزارهاي واقعيت مجازي، به بشر اجازه داده تا واژه‌هاي جديدي از قبيل “هولواستاديو” و “هولوتور” را در فرهنگ خود وارد كند در حقيقت اپليكيشن‌هايي كه امكان توليد يا پردازش تصاوير هولوگرافيك را مهيا مي‌كنند هولواستاديو هستند و زمانيكه شما از طريق يك فيلم هولوگرافيك به گردش در يك شهر يا كشور مي‌پردازيد، مفهوم هولوتور را تجربه مي‌كنيد. نهايتا مدتي است كه واژه “HOLO” جاي خود را در ابتداي بسياري از كلمات باز كرده است. مثلا به نمايشگرهايي كه مي‌توانند تصاوير هولوگرافيك را پخش كنند، هولوپاد گفته مي‌شود.

واقعيت اين است كه ديگر براي تجربه تصوير سه بُعدي نيازي نيست تا حتما از طريق هولولنزها در هدست‌هاي واقيت مجازي تصوير‌سازي كرد و حتي مي‌توان بدون اين ابزارها و در فضاي سه بُعدي حقيقي، نيز تجربه مشاهده تصاوير سه بُعدي را بدست آورد و اين موضوع توانسته گام‌هاي بزرگي را در صنايع آموزشي، پزشكي، مهندسي، معماري و حتي تبليغات بردارد، پس اگر بزودي در خيابان با تصاوير سه‌بُعدي از قبيل افراد و ماشين‌هاي مجازي برخورد كرديد كه در حال تبليغ و بازاريابي و حتي هدايت خودروها در چهارراه بودند، خيلي تعجب نكنيد آنها حتما هولوماركت، هولودرايو يا هولوپليس هستند.

[i] BMS: Building Management System

   BAS: Building Automation System

سیستم مدیریت ساختمان (BMS ) یا سیستم اتوماسیون ساختمان (BAS ) به سیستمی اطلاق می‌شود که در یک ساختمان نصب شده و از طریق اجزای خود، کنترل قسمت‌های مختلف ساختمان و نمایش خروجی‌های مناسب را برای کاربر در داخل و خارج از محيط ساختمان امکان پذیر می‌نماید. اصول طراحي اين سيستم‌ها بر اساس اينترنت اشياء است كه مي‌تواند قسمت‌های مختلف تحت کنترل را از قبيل سیستم‌های ایمنی و امنيتي، آتش‌نشانی، تاسیسات مکانیکی و سیستم تهویه مطبوع، تجهیزات روشنایی، تنظیم دسترسی، تامین برق اضطراری و … با استفاده از قابليت‌هاي فناوري اطلاعات و ارتباطات تحت مديريت، كنترل و فرمان قرار دهد.

**** ورود شما را به اين سايت علمي آموزشي خوش آمد مي گوييم و منتظر نقطه نظرات ارزشمند شما هستيم ****    
Copy Protected by Chetan's WP-Copyprotect. برو به بالا