المحتوى :
1- مفهوم الهلوجرام .
2- خصائص الهلوجرام .
3- استخدامات الهولوجرام في التعليم.
4- تطبيقات تقنية الهولوجرام.
5- تطبيق الهلوجرام في التعليم .
6- استعمالات تقنية التصوير التجسيمي.
7- مميزات الهلوجرام .
8- غيوب الهلوجرام .
9- المراجع .
الهولوجرام
Holography، وهو الصور التجسيميّة أو التصوير التجسيمي، وكذلك الذواكر
الهولوغرافية، وهي عبارة عن تقنية تنفرد بخاصيّة ما تمنحها القدرة على إعادة إنشاء
صورة للأجسام بصورة ثلاثيّة الأبعاد في الفضاء بالاعتماد على الليزر، ويشيع
استخدامه في تصوير أفلام الخيال العلمي. ويمكن تعريفه بأنه تقنية أو جهاز يعتمد على مجموعة من الموجات
الضوئيّة تتولى مسؤولية التصوير الثلاثي الأبعاد للأجسام بكفاءة عالية، ويبدأ
التصوير عند حدوث تصادم بين هذه الموجات الضوئيّة
وفي
العام 1972 لويد كروز من صناعة أول هولوجرام يجمع بين الصور المجسمة ثلاثية
الأبعاد، والسينما ذات البعدين.
حيث
يحتوي الهولوجراف توزيع معقد من المناطق الشفافة والداكنة التي تناظر أهداب
التداخل المضيئة والمظلمة.( علياء الجندي ، 2002 )
كيف تعمل تقنية الهولوجرام
لإنشاء مجسم ثلاثي الأبعاد تحتاج إلى جسم، كما تحتاج إلى أشعة الليزر لتسقط
على ذلك الجسم وبالتالي تنقسم أشعة الليزر بواسطة مرايا إلى شعاعين
متطابقين، أحدهما يتم توجيه ليسقط على الجسم المراد تصويره. وبعض الضوء الساقط
على الجسم ينعكس على وسط التسجيل أما الشعاع الآخر، يوجه إلى وسط التسجيل مباشرة.
ولا
يتعارض مع الصورة القادمة من الشعاع المنعكس من الجسم ويتناسب معها ليعطي صورة
“الهولوجرام”.(مور وكيرسلي ، 2009 )
الأدوات المستخدمة لهذه التقنية للحصول
على صور ثلاثية الأبعاد–
الأدوات المستخدمة في صناعة الهولوجرام جهاز
الليزر، يُعتبر هذا الجزء هاماً لإنتاج ليزر الهيليون نيون وهو ذلك الضوء الأحمر المستخدم
في التطبيقات البسيطة للهولوجراف أو الهولوجرام، وكما يمكن أيضاً الاعتماد على ليزر
الدايود بالإضافة إلى المستخدم الموجود في المؤشر الضوئي، إلا أنه لا يقدّم صورة بجودة
عالية. العدسات، يكمن دور هذه العدسات في استقطاب وتركيز الضوء في الكاميرا بشكل عام،
لكن يختلف دورها في جهاز التصوير التجسيمي "الهولوجرام" حيث تفرّق الضوء
وتوزّعه فوق مساحات من الجسم المستهدف في التصوير. مجزّئ الضوء، هو مرآة تتولى مسؤوليّة
فصل الشعاع الساقط عليها إلى جزأين، حيث تمرر أحد هذين الجزأين وتعكس المتبقي منه.
المرايا، دورها الأساسي استخدام العدسات والاعتماد عليها في تسيير أشعة الليزر وتحديد
مسارها، وتجزئة الضوء وتوجيهه إلى مكانه المخصص. فيلم الهولوجرام، هو فيلم يمتلك القدرة
على التحليل، ويتم الاعتماد عليه في رصد الهولوجرام، ويعدّ في غاية الأهمية؛ نظراً
لاستخدامه في إنشاء الصور الهولوجرامية إذ يتألف الفيلم من طبقة مكونة من مواد ذات
حساسيّة للضوء، ويكون موضعها فوق سطح يتصف بنافذيّته للضوء ( توفيق عبد الحميد
الدسوقي ، 2006 ).
|
مفهوم الهلوجرام
|
-
الهولوجرام هو تصوير ثلاثي
الأبعاد، يسجل الضوء في جسم ليعطي شكل هذا الجسم، ليطفو كمجسم ثلاثي الأبعاد وتتم هذه
العملية باستخدام أشعة الليزر.
-
تقنية أو جهاز يعتمد على مجموعة
من الموجات الضوئيّة تتولى مسؤولية التصوير الثلاثي الأبعاد للأجسام بكفاءة عالية،
ويبدأ التصوير عند حدوث تصادم بين هذه الموجات الضوئيّة والهدف المنوي تصويره، ويقوم
جهاز الهولوجرام بدوره بتخطيط الجسم المراد تصويره ثم نقل المعلومات اللازمة حول هذا
الجسم، وذلك نظراً لاعتماد هذه التقنية على رصد موجة الجسم ( بيتس، 2007 ).
|
خصائص الهلوجرام
|
1- إمكانية رؤية الجسم من الاتجاهات.
2- إمكانية استعادة الصورة بتعريض أي جزء منها لأشعة الليزر.
3- إمكانية تصوير عدة صور هولوغرافية على لوح واحد.
4- رؤية طرف من صور الهولوجرام يخفي الآخر.
يتيح إمكانيّة مشاهدة الجسم ورؤيته من كافة الاتجاهات.
تعريض أجزاء بعض الصور المراد استعادتها لأشعة الليزر.
يوفّر فرصة التقاط ورصد أكثر من صورة هولوغرافية فوق لوح
واحد.
يخفي أحد أجزاء صورة الهولوجرام عند رؤية طرف آخر لها.
( (universal Hologram , 2009
-
مثل ربط قاعةٍ
دراسيةٍ مليئةٍ بالطلاب الإسبانيين مع قاعةٍ أخرى يتواجد بها الطلاب الإنكليز وتمكينهم
من الانخراط في محادثةٍ حقيقيةٍ تتيح لكلاهما تعلم لغة الآخر دون الحاجة للسفر كوسيلةٍ
لتعلم اللغة المرادة بشكلٍ أفضل؛ فهنالك الكثير من المواقع المختصة بتعليم اللغات التي
تجمع الراغبين في التعلم من كل أنحاء العالم وجعلهم يتشاركون في المحادثات لتقوية لغاتهم،
لكن مع تقنية الهولوجرام حتمًا ستتطور هذه العملية وستجعلها أكثر تفاعليةً ومتعةً(chavis , j., 2009 )
|
تقديم المحاضرات لعدة فصول دراسية من
أي مكانٍ وفي نفس الوقت:
|
حيث تسمح
تقنية الهولوجرام للمحاضر أن يقدم دروسه لعدة قاعاتٍ مليئةٍ بالطلاب بنفس الوقت،
كما يمكن للخبراء أو المهتمين بالثقافة أن يقدموا خبراتهم لجمهورٍ واسعٍ متجاوزين
بهذه التقنية حواجز الزمان والمكان ) سكيك 2007 ).
|
الحضور عن بعد:
|
امتداداً
للنقطة السابقة ستسمح تقنية الهولوجرام للطلاب في المنزل بأن يشاركوا في المحاضرة
ويتفاعلوا مع المدرس الذي يعرض في غرفة المعيشة. يمكن تخيل نوعٍ من المواجهة
التفاعلية بحيث يستطيع المدرس أن يتلقى الأسئلة أو أن يحاور الطلاب غير الموجودين
ضمن محيطه عن طريق المحادثات أو أنظمةٍ صوتيةٍ.
|
تقنيه الحصول علي الهولوجرام :-
|
سوف
نعتمد على الطريقة الأساسية في هذه المرحلة والتي تعرف باسم الهولوجرام النافذ transmission hologram والتي تكون على النحو التالي:
(1) يتم توجيه شعاع الليزر
إلى مجزئ الضوء والذي يقوم بفصل شعاع الليزر إلى شعاعين.
(2) يتم
استخدام المرايا لتوجيه مسار الشعاعين إلى الهدف المحدد لكل منهما.
(3) يمر
كلا الشعاعين عبر عدسة مفرقة لتتحول حزمة الضوء المركزة إلى حزمة عريضة.
(4) يتم
توجيه احد الشعاعين إلى الجسم المراد تصويره ونسمي هذا الشعاع بشعاع الجسم object beam، فينعكس الشعاع عن الجسم ويسقط على الفيلم.
(5) الشعاع الثاني والذي
نسميه الشعاع المرجع reference beam يتم توجيهه إلى الفيلم
مباشرة باستخدام المرايا.
حيث أن
الهولوجرافي يستخدم الضوء الأحمر لذا عند التصوير في الغرفة المظلمة لا يمكن
استخدام اللمبة الحمراء لأن ضوئها سوف يؤثر على الفيلم ويشوش الصورة
للحصول
على صورة جيدة من ترتيب الأجهزة السابقة يتطلب أن نضعها في مكان مناسب. وقد
تستغرب عزيزي القارئ إن وضع هذه الأجهزة في مكان مناسب هو أصعب ما في الأمر!؛ حيث
أنه بالإضافة إلى الغرفة المظلمة المزودة بإضاءة مناسبة – وعادة تستخدم مصابيح
تعطي لون اخضر أو ازرق مصممة خصيصا للعمل في غرفة تصوير الهولوجرام.
هذه
المعدات كلها يجب أن توضع على سطح ثابت تماماً لدرجة أن السطح لا يتأثر بحركتك في
الغرفة أو بمرور سيارة في الشارع. يتم استخدام طاولة مصممة خصيصاً لذلك – في
المعامل المخصصة للتصوير الهولوجرافي وفي الأستوديو المحترف – وهي عبارة عن
سطح معدني يحتوي بشكل منتظم على فتحات خاصة لتثبيت المعدات المستخدمة فيها وهذا
السطح بالكامل مثبت فوق وسائد هوائية لامتصاص أي اهتزاز مهما كان صغيراً. ويتحكم
في ضغط الهواء في هذه الوسائد مضخة خاصة يديرها كمبيوتر خاص للضخ وسحب الهواء حسب
الحاجة لمعادلة أي اهتزازات. وقد يتعذر عليك عزيزي القارئ توفير هذه الطاولة
لتكلفتها العالية ولكن بإمكانك أن تصنع طاولة بمواد بسيطة كما في الشكل التالي؛
حيث تضع كمية من الرمال في صندوق خشبي وتضعه فوق وسائد هوائية عبارة عن مجموعة من
عجلات السيارة مرصوصة بجانب بعضها البعض ومملوءة بالهواء عند ضغط متساو.
لكي ننتج
هولوجرام واضح علينا أن نقلل من الاهتزاز الذي يحدث من الهواء أيضا، فعلى سبيل
المثال استخدام مكيف هواء قد يتسبب في تحريك الهواء في المكان. ولهذا فانه يجب
إطفاء كل الأجهزة التي تسبب حركة الهواء والانتظار لبضع دقائق قبل اخذ الهولوجرام.
قد يعتقد
البعض إن هذه الاحتياطات أكثر من اللازم بالمقارنة بالتصوير الفوتوغرافي حيث لا
يتطلب الأمر سوى تنظيف عدسة الكاميرا والإمساك بالكاميرا بثبات لالتقاط الصورة،
ولكن الأمر في التصوير الهولوجرافي مختلف ولتقريب الصورة للقارئ فانه يمكن تشبيهه
بالتصوير الميكروسكوبي الدقيق.
ولا نقوم
بفتح الغالق وإخراج ضوء الليزر الأحادي المتساوي في الطور ويصل إلى مجزئ الضوء
(المنشور) وينقسم إلى شعاعين الأول شعاع الجسم والثاني شعاع المرجع وحيث أن هذا
الشعاع (شعاع المرجع) ينعكس عن المرايا ويصل مباشرة إلى العدسة المشتتة ويسقط على
فيلم الهولوجرام، أما شعاع الجسم فيسير في مساره وينعكس عن المرايا ويسقط على
العدسة المشتتة التي بدورها تُسقط هذا الشعاع المُتشتت على جميع أجزاء الجسم
المراد تصويره ومن ثم ينعكس هذا الشعاع بنسبة معينة على فيلم الهولوجرام وبزوايا
مختلفة حسب مقدار خشونة سطح الجسم ، ومن هنا ينتج اختلاف في الطور (phase) بين شعاعي الجسم والمرجع فينتج تداخلات بنَّاءة وهدَّامة ويظهر على
الهولوجرام أهداب التداخل (الشيفرة) وهي عبارة عن دوائر ونقاط مضيئة ومعتمة تكون
في حدود الطول الموحي لليزر المستخدم.
ولفك هذه
الشيفرة وإظهار الصورة ثلاثية الأبعاد نمرر ضوء الليزر على الهولوجرام وهو نفسه
المستخدم في عملية التصوير، وهذا الضوء يعمل على فك الشيفرة وتكوين الصورة على نفس
المسافة التي كان يبعد عنها الجسم من الهولوجرام، والية ظهور الصورة تختلف تبعاَ
لنوع الهولوجرام المستخدم.
العناصر
الهولوجرافية البصرية وخصائصها الموفرة للطاقة فى البيئة المعمارية
الهولوجراف
إلى جانب القيمة الجمالية التى يتمتع بها يمكن إضافة خواص عملية له ؛ لكى يستخدم
فى البيئة المعمارية لتوفير الطاقة ، وهذا النوع يسمى بالعناصر الهولوجرافية
البصرية
HOE – Holographic Optical Element.
وهي
تستخدم للتظليل ولعكس اتجاه أشعة الشمس الساقطة على المبانى والنوافذ بزوايا محددة
بينما تسمح بمرور الأشعة المنتشرة من خلالها وتوجيهها داخل الحيزات بعمق أكبر
لاكتساب مزيد من الإضاءة الطبيعية ، وبذلك فهى تحقق التوفير فى الطاقة المستهلكة
في الأضاءة والتكييف , وذلك يتحقق باستخدام هولوجرامات شبه شفافة يمكنها التحكم فى
الطاقة الشمسية للمبنى بدون التقليل من تأثيرها.
وجميع
الاختبارات التى تمت على العناصر الهولوجرافية البصرية تؤكد إمكانية تخفيض درجة
الحرارة داخل الحيزات بدرجات تصل إلى 17 درجة مئوية ، وذلك عند تكسية جميع جوانب
المبنى بهذه العناصر.
|
مميزات الهلوجرام
|
1- لا يحتوى الفيلم على طبقات أو شبكات أو
نقاط ضوئية تؤثر على جودة الصورة .
2- يمكن تخصيصه لأي حجم بسهولة .
3- لا يتأثر بالظروف المناخية والجوية .
4- درجة وضوح وسطوع عالية .
|
عيوب الهلوجرام
|
سلبيات الواقع الافتراضي:
1- محدودية استخدام الواقع الافتراضي نتيجة
لارتفاع التكاليف المالية لشراء الأجهزة المطلوبة.
2- محدودية تأثير الحواس الخمس في نظام الواقع الافتراضي الذي لايتجاوز في
استخدامه إلا في حاسة البصر والسمع واللمس.
3- ان مشاهدة برامج الواقع الافتراضي بصورة
مستمرة مستخدما الخيال العلمي المجسم تؤدي إلى إجهاد العين أو الرؤية الضبابية.
4- ان استخدام نوعيات خاصة من نظم الحاسب الآلي
تتضمن تواتر عرض اطارات الصور المتحركة والتي تزيد على خمسة عشر إطارا في الثانية فإنها
تؤدي إلى إصابة الفرد بالغثيان والصداع وأعراض أخرى.
5- قد يوجد بعض البرامج غير الأخلاقية في الواقع الافتراضي والتي تستخدم
للأغراض الجنسية أو الإجرامية.
6- لا توجد قناعة تامة لدى رجال
التربية والتعليم بأهمية استخدام الحقيقة الافتراضية.
تعليقات
إرسال تعليق