US-Wissenschaftler sind einen Schritt weiter bei der dreidimensionalen Darstellung von Menschen oder Gegenständen, sogenannten Hologrammen. Bislang existieren solche Aufnahmen vor allem als unbewegliche Bilder, vor denen der Betrachter je nach Blickwinkel eine entsprechende Ansicht des Objekts sieht.
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Wie Forscher der University of Arizona in Tucson berichten, ist es ihnen nun gelungen, Hologramme von Objekten herzustellen, die sich relativ schnell bewegen. Zwar ist es noch keine Darstellung in Echtzeit. Veränderungen werden in Zwei-Sekunden-Schritten gezeigt. Doch das ist hundertmal so schnell wie mit bisherigen Techniken. Dieser Fortschritt ist eindrucksvoll genug, um das Verfahren auf die Titelseite von Nature zu bringen.
Bekannt geworden sind Hologramme insbesondere durch den berühmten Hilferuf der Prinzessin Leia an Obi-Wan Kenobi 1977 im Film Star Wars. Dreidimensionale Darstellungen wie in diesem Film sind physikalisch kaum denkbar - schließlich muss das Licht von etwas ausgestrahlt oder reflektiert werden, um ins Auge zu fallen. Man braucht ein Trägermedium - und in Star Wars war da nichts als Luft.
Auch das Holodeck aus Star Trek bleibt unvorstellbar - zumindest bis die Physiker grundlegend neue Erkenntnisse über unsere Welt gewonnen haben. Immerhin aber ist 3-D-Kino ohne Spezialbrille einen Schritt näher gerückt. Innerhalb der kommenden zehn Jahre könnten sogar entsprechende 3-D-Fernseher entstehen, glauben die Wissenschaftler.
Andere Anwendungsgebiete der sogenannten Telepräsenz könnten Tele-Konferenzen sein. "Stellen wir uns vor, ich möchte in New York eine Präsentation geben", erklärt Nasser Peyghambarian von der University of Arizona. "Ich brauche nur eine Reihe von Kameras hier in meinem Büro in Tucson und eine schnelle Internetverbindung. Am anderen Ende in New York würde sich ein 3-D-Bildschirm mit unserem Laser-System befinden. Die übertragenen Bildsignale würden die Laser ständig auf den Schirm schreiben und in sie in eine dreidimensionale Projektion von mir verwandeln, während ich spreche."
Insbesondere für die sogenannte Telemedizin könnte ihre Technik hilfreich sein, hoffen die Wissenschaftler. So könnten Hirnchirurgen sich ein Gehirn von überall auf der Welt von allen Seiten anschauen und aus der Ferne an Operationen teilnehmen. Bis es soweit ist, müsste die Übertragung allerdings in Echtzeit und extrem hoher Auflösung stattfinden. Die Frequenz der Bildwiederholung müsste dazu etwa 30 Bilder pro Sekunde betragen. Weitere Anwendungsgebiete sollen die Prototypen-Entwicklung und die Werbung sein.
Hologramme werden mit Hilfe von Lasern hergestellt. Lichtstrahlen fallen direkt auf ein Trägermedium, andere beleuchten ein Objekt, das das Licht ebenfalls auf das Trägermedium reflektiert. Es entsteht ein sogenanntes Interferenzmuster, das aufgezeichnet wird. Beleuchtet man das Trägermedium dann auf die richtige Weise, entsteht eine Art dreidimensionale Rekonstruktion des aufgenommenen Gegenstandes.
Das Besondere an der Technik der US-Forscher ist das neu entwickelte "Filmmaterial". Es besteht aus einem besonderen Kunststoff, der ein Bild nur für einige Sekunden speichert und sich von dem Laser immer wieder mit einem neuen Bild "beschreiben" lässt. So kann eine sich ständig ändernde dreidimensionale Darstellung produziert werden.
Auto im Tisch
Bislang haben die Wissenschaftler 16 Kameras in einem Halbkreis um ihre Versuchsobjekte angeordnet, um verschiedene Blickwinkel aufzuzeichnen, die dann über ein schnelles Ethernetkabel übertragen werden. Die Filme erscheinen auf einem relativ kleinen Bildschirm und nur einfarbig. In Zukunft könnten es jedoch Hunderte von Perspektiven, farbige Aufnahmen und Bildschirme sein, auf denen ganze Personen dargestellt werden könnten, erklärt Peyghambarian.
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Ein Vorteil ist ihm zufolge, dass sich die Bilder auf einer Seite des Filmmaterials aufzeichnen und auf der anderen Seite betrachten lassen. So könnten sich zum Beispiel mehrere Personen um einen Tisch versammeln, in dessen Platte ein darunter verstecktes Gerät ein Hologramm produziert. Die Beobachter könnten dann um den Tisch herumgehen und zum Beispiel das Bild eines Autos von allen Seiten betrachten. Natürlich würde dieses Bild nicht aus dem Tisch heraus in die Luft darüber projiziert, doch es würde so wirken, wenn man auf den Bildschirm schaut.
Selbst als Trainingsmaterial für Soldaten würden 3-D-Liveaufnahmen sich eignen, vermutet Peyghambarian. Tatsächlich wird seine Arbeit unter anderem vom Militär finanziell unterstützt.
Die Forscher aus Arizona gehören zu etwa einem halben Dutzend Gruppen weltweit, die versuchen, 3-D-Videos zu ermöglichen, erklärte V. Michael Bove Jr. vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, USA, der New York Times. Es sei sogar schon gelungen, Filme mit einer Wiederholrate von 30 Bildern pro Sekunde herzustellen. Allerdings sind die Bildschirme dafür bislang höchstens so groß wie Postkarten. Das Team um Peyghambarian hat immerhin schon einen Schirm mit einer Fläche von mehr als zehn mal zehn Zentimetern im Einsatz, inzwischen arbeitet es an einer Version mit 30 mal 30 Zentimetern.