Natura wyposażyła nas w dwoje oczu. Mogłoby się wydawać, że na zapas, gdyby z jednym okiem coś się stało. Nasz mózg nauczył się jednak wykorzystywać oczy do określania nie tylko tego, co nas otacza, ale również, jak daleko są oddalone od nas oglądane obiekty. Jedno i drugie oko niby widzi to samo, ale niezupełnie. Gdy oglądamy palec ustawiony bokiem przed oczami i zamykamy raz jedno, raz drugie oko, widzimy raz większy raz mniejszy fragment paznokcia. Lecz patrząc obydwoma oczami te dwa obrazy „zlewają się” ze sobą i zaczynamy dostrzegać grubość palca w trzecim wymiarze, w głębokości.
Mózg nasz (podobnie jak mózgi wielu zwierząt – drapieżników) dość szybko „uczy się”, jak z dwóch nieco różniących się obrazów, oglądanych jednym i drugim okiem, tworzyć scenę przestrzenną. Potrafimy określać, co jest bliżej a co dalej od nas. Przy rozstawie oczu 6 – 7 cm dość dokładnie określamy odległość w zasięgu do ok. 10 metrów (30 stóp). Precyzja określenia odległości jest szczególnie ważna dla pracowników obsługujących koparki, dźwigi oraz dla sportowców (tenisistów, koszykarzy, piłkarzy).
Innym zjawiskiem ułatwiającym nam ocenę bliskich odległości jest akomodacja soczewek w oczach. Patrząc na rękę ustawioną przed oczami musimy zrobić lekkiego „zeza” i dostosować nasze oczy tak, aby widzieć ostro. Wtedy to, co jest w tle, staje się rozmazane i widzimy podwójne kontury. Często nie uświadamiamy sobie tego, gdyż zamysłem naszym jest oglądanie bliskiego przedmiotu (ręki) a nie tła. Czasem po dłuższym posiedzeniu w barze zachwieje się nam koordynacja pomiędzy ostrym widzeniem i centrowaniem oczu, zaczynamy widzieć podwójnie.
Możliwość oglądania oddzielnych obrazów jednym i drugim okiem i tworzenia w wyobraźni scen przestrzennych, została przed laty wykorzystana w fotoplastykonach. Aparatami o dwóch rozstawionych obiektywach, fotografowano na dwóch kliszach panoramy miast, krajobrazy, przedmioty, ludzi. Wywoływane pary zdjęć umieszczano przed dwoma lunetkami i człowiek oglądając to dostrzegał głębię sfotografowanej sceny. Fotoplastykony już zaniknęły, gdyż podobne efekty daje się uzyskiwać na specjalnie produkowanych filmach.
Obiekty oglądane z daleka wydają się bardziej płaskie. Aby lepiej odczuwać „trzeci wymiar” oglądanych scen, (rozstawienia oczu nie da się zwiększyć) lornetki mają obiektywy znacznie bardziej oddalone od siebie niż odległość naszych oczu. Fotografie do archiwum paszportowego robione były specjalnymi aparatami dwuobiektywowymi. Wyraźnie na nich było widać raz mniejszy, raz większy kawałek ucha. Lecz ktoś, kto chciał dokładniej zapamiętać naszą twarz, oglądał te dwa zdjęcia przez dwie lunetki, jak w fotoplastykonie, i mógł dostrzec również trzeci wymiar twarzy.
Do wywołania odczucia przestrzeni, w kinach „trójwymiarowych”, sfotografowane obrazy z dwóch rozstawionych kamer, muszą być osobno kierowane do prawego i lewego oka. Obraz przeznaczony dla lewego oka musi być niewidoczny dla prawego i odwrotnie. Widzom rozdaje się specjalne, filtrujące okulary. W najwcześniejszych demonstracjach trójwymiarowych filmów, przygotowywano dwie taśmy nakręcone kamerą z rozstawionymi dwoma obiektywami i wyświetlano te taśmy jednocześnie na ekranie. Na jednej obrazy były w kolorze czerwonym a na drugiej w niebieskim. Widzowie dostawali okulary na jedno oko czerwone, na drugie niebieskie. Rezultat był taki, że przez czerwony okular były widoczne tylko obrazy „niebieskie” (ale jako czarne), a przez drugi te z „czerwonej” taśmy, lecz też jako czarne. Człowiek kojarząc te nieco różniące się obrazy doznawał odczucia głębi sceny. Po badaniach okazało się, że dobre rezultaty osiąga się używając filtrów o kolorze bursztynowym (amber) i szmaragdowym (cyjan). Tak przygotowywane filmy pozwalały na przekazywanie bogatszej gamy kolorów, chociaż nieco przekłamanych.
Współcześnie rozdziela się obrazy przeznaczone dla osobnych oczu, używając światła spolaryzowanego. Fale świetlne mogą drgać w różnych płaszczyznach. Na przykład tak jak fale obserwowane na wodzie, wahające się do góry i w dół, albo tak jak fale, które możemy wzbudzić na lince kiwając ją w poprzek. Są opracowane filtry nieprzepuszczające określonej polaryzacji. Znamy to z okularów przeznaczonych do obserwacji wody (dla wędkarzy i kierowców), gdyż fale odbite od powierzchni wody polaryzują się. Jeżeli używając tego typu okularów przekrzywimy głowę poziomo, to odbicia ukażą się znowu bardzo wyraźnie. Obserwując na ekranie, przez specjalnie przygotowane okulary polaryzujące, dwa obrazy wyświetlane różnymi polaryzacjami światła, mózg nasz wytworzy wrażenie głębi sceny.
Współczesna technika pozwala na tworzenie bardzo sugestywnych przestrzennych obrazów. Są programy komputerowe wyświetlające bardzo szybko na przemian obrazy dla lewego i prawego oka. Oglądając to, musimy założyć specjalne okulary (migawkowe), w których elektronicznie przesłania się raz jedno, raz drugie oko. W ten sposób mózg będzie tworzył przestrzenne obrazy, w pełnych kolorach i w ruchu.
Odległość oceniamy również na podstawie względnej wielkości znanych nam obiektów. Obserwując oddalone domy i drzewa, potrafimy na podstawie poprzednich obserwacji i doświadczeń, ocenić jak daleko się znajdują. Czasami jednak, jadąc samochodem i widząc na horyzoncie góry, wydaje się nam, że są niewielkie i stosunkowo blisko. Po godzinach jazdy, okazują się duże i ciągle daleko. Nasze odczucie odległości zostało zaburzone czystym powietrzem. Normalnie, horyzont jest zwykle niebiesko poszarzały, zamglony. Zjawisko to wykorzystują często malarze. Chcąc wprowadzić na swój obraz wrażenie odległości, malują tło w kolorze szaro-niebieskim.
Proporcjonalne zmniejszanie wymiarów ze wzrostem odległości jest wykorzystywane w tak zwanym malarstwie iluzorycznym. Często na płaskich ścianach domów malowane są okna, gzymsy, nawisy, padkreślane niby-cieniami podających ukośnie promieni słońca. Daje to wrażenie wypukłych brył, głębi otwartych okien i bram, gdy tymczasem ściana jest absolutnie płaska.
Iluzji tej możemy się pozbyć szeroko kiwając głową i mózg nasz szybko wykryje, że oglądany obraz się nie zmienia, czyli nie ma tam przedmiotów bliższych i dalszych. Oglądanie w ruchu zwiększa percepcję przestrzeni. Jeżeli jedziemy samochodem i widzimy różnie przesuwające się względem siebie dalekie obrazy, łatwiej oceniamy odległości. Zdjęcia robione z samolotu, w krótkich odstępach czasu, pozwalają zobaczyć później w stereoskopie plastyczne ukształtowanie terenu.
Od dłuższego czasu naukowcy i inżynierowie starają się opracować trójwymiarowy przekaz obrazów telewizyjnych. Jest to możliwe na podobnej zasadzie jak w „trójwymiarowych” kinach, gdyż wraz z rozwojem telewizji wysokiej rozdzielczości i tak zwanej kompresji cyfrowej można będzie przekazywać kablami lub przez anteny podwójne, specjalnie podkolorowane obrazy. Założenie specjalnych okularów, siedząc na kanapie, nie powinno sprawiać kłopotu. Pytanie tylko, czy ludzie się do tego przekonają i polubią. Efektowne obrazy trójwymiarowe można tworzyć dzięki technice holograficznej. Jest to rejestracja przestrzeni wykorzystująca nie tylko natężenie światła, ale również tak zwaną fazę fali świetlnej, która niesie w sobie informację o przebytej przez falę odległości. Używa się do tego światła laserowego. Światło wysyłane bezpośrednio z lasera i światło odbite od przedmiotu interferuje, czyli tworzy w przestrzeni punkciki jaśniejsze i ciemniejsze. Takie „koralikowate” smugi światła laserowego możemy zobaczyć w sklepowych czytnikach towarów.
Hologram zarejestro
wany na kliszy fotograficznej to gęsta, nieregularna siatka mikroskopijnych punkcików. Nic szczególnego na tym nie widać. Ale klisza ta, odpowiednio oświetlona światłem lasera, utworzy w przestrzeni obraz widziany naszymi oczami, który będzie się zmieniał zależnie od punktu, z którego patrzymy. Daje to jak wiemy wrażenie trójwymiarowej sceny. Wielkowymiarowe hologramy można zobaczyć w Chicago, w Muzeum Holografii przy zbiegu ulic Washington i Racine.
Lasery są również używane do tworzenia efektów świetlnych na chmurach, w zadymionym powietrzu lub na odległych przedmiotach. Nie ma to jednak nic wspólnego z holografią, a jedynie wykorzystuje się tu moc światła laserowego i jego zdolność skupiania w małych punktach. Bardzo silne lasery, których promienie skupiane są w powietrzu, w małych punktach, gdzie temperatura chwilowo wzrasta do tysięcy stopni, rozbijają cząstki powietrza na plazmę i wywołują świecenie tych punktów. Nie jest to jednak bezpieczna zabawa (dla latających nietoperzy).
Popularnie nazywa się hologramami również drobno tłoczone folie aluminiowe lub przeźroczyste, plastikowe, które dają wrażenie różnokolorowych obrazków pozornie zmieniających położenie w przestrzeni nad lub pod folią. Zjawisko to powstaje dzięki wspomnianej już interferencji światła odbitego od mikroskopijnych wgłębień i wypukłości powierzchni.
Technologia takich mikroskopijnych wytłoczeń folii jest już opracowana, lecz wymaga specjalistycznych maszyn. Znaki wykonane tą technologią są trudne do podrobienia i dobrze zabezpieczają przed fałszerstwem banknoty, bilety i dokumenty. Niektóre państwa umieszczają na dokumentach osobistych tłoczone, trójwymiarowe fotografie właściciela.
Interferencje dające podobne, lecz dużo prostsze efekty kolorowego światła, możemy dostrzec na wodzie, po której rozlała się cieniutka warstwa oleju. Również płyta CD, na której wytłoczono mikroskopijne wgłębienia, oświetlona promieniem słońca, odbije sektory różnokolorowego światła. Dokładne wytłumaczenie tych zjawisk przerasta ramy tego felietonu, lecz znają to dobrze optycy a nawet uczniowie interesujący się fizyką.
Jak każde efektowne, lecz nie dla wszystkich zrozumiałe zjawisko, również te tak zwane paski holograficzne służą do zbijania pieniędzy na naiwnych. Przeżywają się różne magnesy, bioprądy, biorezonanse i inne wymyślone bzdurne terminy, więc nowi szamani szukają „kwantowych” i „kosmologicznych” haseł, aby omamić ludzi. Nie powinny zwodzić tu stopnie różnych blisko – czy dalekowschodnich uniwersytetów ani tytuły nadawane przez mnichów tybetańskich.
Z całą świadomością i odpowiedzialnością twierdzę, że żadne światło odbite od wytłoczonych folii nie ma większego wpływu na żywe organizmy, niż świecąca pod sufitem żarówka. Efekty kolorowych odbłysków są znane i oglądane od dawna w tęczy, w cienkich warstwach lakierów, w szlifowanych kryształach i szkle. Niektórzy wprawdzie uważają, że noszenie biżuterii a szczególnie drogiej, poprawia samopoczucie. Może i tak, ale nadzieja, że kolorowe odbite światełka, stosowane zamiast sprawdzonych i skutecznych procedur medycznych, wyleczą z czegokolwiek, jest złudna. (ami)
Redakcja
