1. 홀로그램의 성질
3차원적인 실감이 홀로그램의 가장 놀랄 만한 성질이며 또 우리의 대단한 관심거리가 되고있는 것은 홀로그램이 대단히 높은 3차원의 실감을 창조할 수 있는 능력을 가지고 있다는 것이다. 이 특성은 실제로 홀로그램에 필요한 조명을 하지않고서는 실증하기 어렵다. 홀로그램을 적절히 조명하면서 여러가지 다른 각도에서 얻어진 상을 잘 관찰해 보면 입체효과를 이해할 수 있게 된다.
1949년에 게이버는 사진건판에는 2차원 물체이건 3차원 물체이건 간에 그 물체를 재생하는데 필요한 모든 정보가 내포되어있다라고 말했다. 그 후로 레이다 기술에 많은 공헌을 한 리드도 1963년12월 최초로 레이저를 홀러그래피에 이용할 때 물체로서 2차원의 투시도를 가진 사진건판을 썼다. 리드는 최초로 레이저 홀로그램을 만드는데 성공하 였으나 그가 사용한 물체는 2차원 물체이고 그 상도2차원 이었다. 호로그램에서 얻는 3차원의 입체감은 이해하기 곤란할 때가 있다. 그림에서 한경치의 홀로그램이 나타나 있는데 이 경치 속에는 크기가 작으면서도 빛을 잘 반사하는 한개의 점이 있고 그 앞에는 그 앞에는 불투명한 스크린이 가로막고 서 있다. 실제로 한 사람이 관측할 때 이 사람의 눈이 X-X선 이하에 가 있다면 점광원은 이사람에게 보이지 않을 것이라는 것은 쉽게 알 수 있다. 상이 재생될 때 비관적인 견지에서 하는 말이긴 하나 스크린은 그 위치에 없는 것이니 귀신이야기 같은데 어떻게 재생된 점광원에서 나오는 빛이 제지된다는 말을 할 수 있을까. 여기서 다시 윤대판을 상기하면 답을 얻게 된다. 홀로그램을 제작할 때 사진건판에 기록된 것은 점광원의 윤대판의 일부분만 이 사선을 친부분에 기록되었던 것이다. 나머지 윤대판 부분 즉 X-X선 이하에 해당하는 부분은 스크린으로 가려져 있기문에 기록되지 못하였다. 따라서 점광원에 대해서는 홀로그램 은 X-X 선으로 끝이되어 결국 피라미드 OABCD 안의 방향으로만 레이저광선을 회절시킨다. 점광 원은 오직 귀신이 가릴 수 있을 것이다.
1) 시차와 렌즈작용
홀로그램 상을 관찰할 때 관찰자는 일반적으로 머리의 위치를 좌우 또는 상하로 이동시키면서 가장 적절하게 이입 체상을 볼 수 있는 위치를 잡도록 하는데 이와같이 방향에 따라서 상을 보는 효과가 다른 것을 시차효과라고 부른다. 홀로그램상에서 먼 곳에 있는 물체는 관측자를 따라 오는 것과 같고 가까운 곳에 있는 물체는 그 자리에 머물 러 있는 것과 같다. 이 시차효과는 기차를 타고 가는 사람들 에게 현저하게 일어난다. 가까운 길에 있는 전주가 빠른 속도로 지나가되 먼 곳에 있는 산은 여행자를 따라 오는 것과 같이 느껴진다. 홀로그램의 시차 효과가 입체감을 또 하나의 중요한 원인이 되고있다. 홀로그램상을 보는 사람은 틀림없이 자기머리를 이동시켜가면서 이 시차효과를 느끼기 때문에 재치있는 홀로그램제작자는 가끔 컷 글래스로 된 물체를 경치안에 포함시킨다. 이것은 실제감을 더욱 세게 한다. 이것은 홀로그램상의 사진인데 왼쪽 앞의 컷글래스의 이쑤시개용기의 뚜껑이 보이고 왼쪽뒤는 많은 조각이 된 은제그릇이 있다. 이 세계의 물체는 보는 사람의 보는 위치에 따라서 빛을 큰 차이가 나게 반사시키는데 홀로 그램상에서도 꼭같은 현상을 관찰할 수 있다.
은조각품 카트 글래스로 만든 이쑤시개용기와 엄지손가락 자국 무늬를 가진 유리컵의 홀로그램사진 관측자가 머리를 움직이면 이 물체들의 표면에서 반사하는 빛의 변화도 볼수 있다.
2) 입체홀로그램
렌즈를 이용한 특별히 흥미있는 홀로그램이 벤딕스연구소에서 제작되어 1966년 공개된 적이 있다. 이때 사용한 물체 즉 경치를 옆에서 본 것이 사진에 나타나있다.
산과 들이 있는 모형경치를 입체로서 관측할 수 있게 두개의 입체용 렌즈가 있는데 여기서 두눈을 아래로 내려다 본다. 흘로그램은 이렌즈에 가깝게 사진건판을 놓고 만들어진다. 재생된 경치를 보고자 할 때 관측자는 그의 눈을 두 개의 렌즈가 있던 자리에 놓고 보면 원래의 경치를 마치 입체용 렌즈를 통하여 보는 것과 같이 확대된 산과 들 이 있는 경치를 보게 된다.
특수한 홀로그램을 만드는데 쓰인 사진 작은 다리위에 있는 두개의 작은 렌즈로서 밑에 있는 구릉모형을 입체적으로 내려다본다.
3)결상 홀로그램
또 하나의 흥미있는 홀로그램으로서 렌즈를 이용하는 것이 1966년 국립항공우주국에 근무하는 과학자 로웰 로즌에 의하여 제작되었는데 이 홀로그램 제작과정을 오늘날 결 상 홀로그래피라 부른다. 아래그림에 설명된다. 렌즈는 앞에 있는 여러 물체들의 상을 형성하며 홀로그램은 아래위가 뒤집힌 이들의 실상에서 만들어진다. 이때 사진건판은 광 축방향에 있는 실상들의 중간에 위치를 잡게 된다. 한 물체의 상은 사진건판 뒤에 자리잡을 수 있는 렌즈이고 또 렌즈에서 먼 곳에 있는 물체는 홀로그램상 뒤에 있는 것으로 보고 또 하나의 물체는 홀로그램상 앞에 있는 것으로 보게 된다.
위의 왼쪽에 있는 물체는 렌즈에 의하여 결상되어 실상이 홀로그램으로 기록된다.
2.홀로그램과 재래식사진
홀로그램사진이 보통사진과 다른점이 두가지 있다. 경치를 재래식 사진으로 찍을 때 음화 가 먼저 얻어지며 다음에 흑백이 반대로 되는 양화를 만들음으로써 원래의 경치가 나타난다. 홀로그래퍼에서는 음화,양화에 관계없이 꼭같은 3차원 물체상을 얻는다. 이 성격은 홀로그램과 윤대판 사의 동일한 성격에 그 원인이 있다. 여기서 흑백부를 교체한다는 말은 바로 음화에서 양화를 또는 그 반대로 한다는 것과 같은 말이다. 보통 사진에서는 큰 변화를 보게 되나 홀로그래피에서는 아무런 변화도 일어나지 않는다. 제2의 차이점은 사진건판에 나타나는 모양이 다르다는 것이다. 홀로그램을 들어서 밝은 빛을 비추어보면 아무런 경치도 인식할 수 없다. 그러나 사진건판에서는 경치가 그대로 나타나있다. 홀로그램은 회색의 무늬가 깔려있는데 불 과하며 거기에 기록 되어있는 경치란 전혀 볼 수 없고 오직 적절한 레어지광의 조명이 있어야만 그 경치가 재생된다.
3. 홀로그램의 종류
1) IMAGE-PLANE HOLOGRAM
실상의 위치가 감광재료의 바로위 또는 다소 앞뒤에 있더라도 마찬가지로 기록할 수 있다. 재생상의 범위가 결상렌즈의 구경에 의해 제한되므로 눈과 렌즈의 재생상을 잇는 범위의 빛만 볼 수 있다.
2) SLITTRANSFER (RAINBOW)HOLOGRAM
홀로그램으로부터 파면을 재생할 때에는 빛의 회절현상을 이용하므로 입사광 파장에 따라 회절각은 반드시 변한다. (변화하는 회절각의 관찰)렌즈의 수평방향으로 가늘고 긴 슬릿을 렌즈에 겹쳐서 기록면 재생된 슬릿의 상들은 파장에 따라 상하로 늘어서고 여기에 흰종이를 놓으면 무지개처럼 스팩트럼으로 분해되어 보인다. 또 슬릿은 수평으로 퍼져 있으므로 두눈으로 관찰 할 수가 있어 입체감을 더해 준다.
3) STREOGRAM (MULTIPLEX HOLOGRAM)
각도를 변화시켜 촬영한 수 장의 사진을 만들고 이것을 홀로그램으로 기록한 후 모자이크 형태의 홀로그램을 만들어 좌우두눈이 각기 다른 홀로그램을 통해서 재생상을 보도록 하면 입체상을 관찰할 수 있다.
4) MITLTIPLEX HOLOGRAM
피사체를 회전대에 올려놓고 수평으로 일정한 속도로 회전시키면서 35M영사기로 FILM을 만든다.(360,2500장 정도 촬영 )
5) PULSE-LASER,PORTRAITURE
레이저의 특징을 활용하여 제작하는 방법으로 Q-SWITCHING(순간적으로 에너지가 집중된 짧은 광펄스)을 이용하여 순간의 심도가 깊은 영상을 얻을 수 있다.
이것을 렌즈로 결상면재현이 곤란한 현상의 관측에 용이하다.
6) GOLOR HOLOGRAM
한 장의 홀로그램에 적,녹,청 삼원색의 영상을 다중기록 하여 삼원색 레이저광으로 재생하면 칼라 입체상을 볼수있다. 홀로그램의 칼라입체상에서는 삼원색의 세개 기준광들의 위치를 기록할 때나 재생할 때 모두 같게 해야 한다.
적색(HeNe LASER) 녹색(Ar LASER) 청색(HeCd LASER)를 사용한다.
7) EMBOSSED HOLOGRAM
가장 많이 알려진 홀로그램이다. 대량생산을 목적으로 개발되었다. 신용카드, 책표지 등 다양한 상품에 응용되었다. PHOTORESIST 감광물질에 HECD LASER로 감광시켜, 마스타를 만든 후, 도금과정을 거쳐 대량생산으로 제작한다.
COMPUTER HOLOGRAM
ADVANCED DIGITAL HOLOGRAPHY-A.D.H
DIRECT DIGITAL HOLOGRAPHY IMAGE-D.D.H.I
홀로그램의 각각의 회절격자들을 픽셀로 전환시켜 컴퓨터로 직접 이미지를 만들게 된다각 독립적인 회절격자의 생성을 다양하게 변화 시킴으로써 각각의 픽셀에 다른 색 을 부여하는 것이다. 이 회절 격자는 너무 작아서 현미경으로 관찰해야한다. COMPUUTER HOLOGRAM은 특수한 장비가 있어야만 실행이 가능하며, 색상이 부정확하다. HEAD-UP-DlS PLAY( H.U.D ) 비행기 조정사나 자동차 운전자(LCD)가 주행중 속도, 앞 차량의 위치, 모터의 기능, 거기에 다른 장치와 연결시켜 특별한 위험을 알려주는 장치 여기에는 (D.C.G)FILM이 필요하며, 그에 대한 연구는 계속되고 있다.
4. 기록매질(recording materials)
1) sirver halide
장점 : sirver halide emulsion 은 대부분 다른 recording materials 보다 노출을 위한 빛이 덜 필요하다. 그래서 주된 인기는 속도이고 빠른 emulsion은 안정성의 문제를 감소시킨다. 이것은 사람들에게 덜 비싼 레이저를 살 수 있게 해주고 좋은 홀로그램을 만들 수 있게 해준다.
단점:silver halide emulsion은 알갱이로 되어서 다른 recording materials 보다 빛을 분산시킨다.
2) dichromated gelatin
장점 : dichromated gelatin는 제작자들에게 대단히 선호를 받는다. 그것은 매우 선명하고, 알갱이없는 이미지를 제공하고 빛을 잘 반사하기 때문이다. 굴절률이 크기때문에 가장 밝은 홀로그램에 속한다. 모든 빛에 영상을 볼 수 있고, 금속의 표현을 매우 잘 나타내다.
단점: dichromat화학물은 오랜 수명을 가지지 못하고 노출시간은 화학성질 때문에 sirver hadide처럼 빠르지 못하다.
3) photopolymer
장점 : photopolymer는 dichromated gelatin이 가지고 있는 같은 특징을 가지고 있다. 매우 선명하고 알갱이 없는 깨끗함을 가지고 빛을 잘 반사한다.
단점 : 확실히 오래 지속되지 않는다. dupont사는 새로운 재질을 개발하는데 1년이 걸렸다고 하였다. 복잡한 홀로그램이 만드는데 관련된다.
4) Photoresist
장점 : photoresist는 은행카드,잡지표지,음식용기와 많은 다른 제품에 광범위하게 사용된다. 수백만개 가지 대량 생산된다. 가장 저렴한 가격으로 홀로그램을 제작할 수 있다.
III. 응용범위 및 결론
홀로그래퍼는 한 마디로 말해서 물체에서 나오는 파동과 기준으로 잡은 파동사이에서 간섭을 일으켜 물체에 관한 모든 정보를 사진건판에 기록시킨 다음 여기서 다시물체 의 3차원을 얻는 방법이라 하겠다. 간섭무늬가 정확하게 일어나야 하기때문에 사용하는 광파동은 이른바 높은 간섭성을 지니고 있어야 한다.
근래 레이저와 그 이용기술은 장족의 발전을 이룩하였고. 달 표면에 설치한 코너 큐블를 이용하여 지구상 아메리카 대륙의 표류를 측정하고 세포의 유전자를 선택적으로 파 괴함으로써 좋지않은 유전요소를 제거하는 연구에 이용되는가가 하면 ,날아오는 유도탄을 파괴하는 군사적 이용에도 많은 노력이 기울여지고 있다. 한편 산업계에서의 이용 은 말할 수없이 광범위하고 다양하며, 각각의 이용방법이 특색을 지니고 있어서 일일이 열거할 수 없을 정도이다. 홀로그램의 응용범위는 개발할수록 무궁무진하며 옥외매체, 3차원영화, 3차원 텔레비젼, 미래의 도시 계획 플랜EVENT… 프로모션에서 측면에서의 응용은 충분히 새로운 매체로서의 자리매김을 할 수 있을 거라고 생각한다.
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