เทคโนโลยี โฮโลแกรม ( Hologram ) คำนี้ คิดว่าหลายคนคงคุ้นเคยและรู้จักกันดีในรูปแบบของภาพที่สร้างขึ้นให้ดูเหมือน มีความชัดลึกมีความนูนหลุดออกมาจากกรอบ เราจะเห็นโฮโลแกรมแบบนี้ได้จากบัตรเครดิต, รูปลอกในวารสารชั้นนำหรือรูปภาพโฮโลแกรมที่ขายตามท้องตลาดทั่วๆไป เช่น รูปวิวทิวทัศน์, รูป ร.5 หรือรูปบุคคลสำคัญต่างๆ เป็นต้น แต่ยังไงเสียจะพบว่าโฮโลแกรมแบบนี้ถึงแม้จะให้ความรู้สึกที่นูนมีมิติ แต่ก็ยังไม่ลอยรอบด้าน เป็น 3 มิติที่แท้จริง
แนวคิดของ โฮโลแกรม นั้นจริงๆแล้วไม่ใช่เป็นเพียงแค่ภาพฉากลวงตาที่มีระยะชัดลึกข้างต้น แต่ยังหมายถึงแสง 3 มิติลอยตัวรอบด้านเสมือนจริงราวกับว่าวัตถุที่เราเห็นนั้นจับต้องโอบกอดได้ ที่เรียกว่า “3D Hologram” เช่น Iron Man พระเอกได้ใช้ Computer สร้างเกราะหุ่นยนต์ Iron Man ร่างสุดท้าย(ตัวสีแดง-ทอง) ซึ่งจะพบว่าจอคอมในหนังไม่ใช่คอมเบบที่เราใช้กันแต่เป็นจอแสง 3 มิติลอยอยู่ในอากาศ สั่งการแบบใช้เสียงพูดรวมทั้งใช้มือสัมผัสคลิกเมนูทำนองเดียวกับ Touch screen และภาพวัตถุจำลองส่วนประกอบหุ่นยนต์ที่ออกแบบก็เป็นลักษณะลำแสงโฮโลแกรมลอย ตัวในอากาศ หมุนได้รอบด้าน… ซึ่งปัจจุบันได้มีการทดลองใช้จริงๆแล้ว
ฮอโลแกรม ถูกสร้างขึ้นด้วยกระบวนการที่เรียกว่า ฮอโลกราฟี (Holography) โดยฮอโลกราฟีเป็นเทคนิคที่ช่วยให้แสงกระจายจากวัตถุที่จะบันทึกและได้ถูกสร้างขึ้นใหม่ เพื่อให้ปรากฏเป็นวัตถุอยู่ในตำแหน่งเดิมเมื่อเทียบกับการบันทึก การเปลี่ยนแปลงรูปแบบตำแหน่งและทิศทางของระบบการมองเห็นเป็นไปอย่างถูกต้องเหมือนกับว่าวัตถุก็ยังคงเป็นปัจจุบันจึงทำให้ภาพที่บันทึกปรากฏเป็นสามมิติ ฮอโลแกรม 3 มิติ เป็นเทคโนโลยีรูปแบบหนึ่งที่ใช้เป็นเครื่องมือในการสื่อสารระยะไกลระหว่างบุคคลต้นทางและปลายทางที่อยู่ต่างสถานที่กัน สามารถโต้ตอบแบบตัวต่อตัว
ฮอโลแกรม แบ่งได้เป็นประเภทใหญ่ ๆ ได้ 2 ประเภท คือ white-light hologram ซึ่งภาพฮอโลแกรมที่บันทึกนั้น สามารถมองเห็นได้ด้วยการส่องสว่าง ด้วยแสงสว่างจากธรรมชาติ และอีกประเภทหนึ่งคือ ภาพฮอโลแกรม ที่ต้องถูกส่องสว่างด้วยแสงเลเซอร์ หรือแสงที่มีสภาพหน้าคลื่นสอดคล้องกันในระดับหนึ่ง ถึงจะมองเห็นภาพ 3 มิติได้
นอกจากนี้ ยังอาจแบ่งฮอโลแกรมออกได้เป็น transmission hologram, reflection hologram, image-plane hologram, และอื่นๆ อีกหลายประเภท
ต้นกำเนิดของฮอโลแกรม
ฮอโลแกรม ได้ถูกคิดค้นขึ้นมาครั้งแรกในปี ค.ศ. 1948 โดย ดร.เดนนิส กาเบอร์ (Dennis Gabor, 1900-1979) วิศวกรไฟฟ้าชาวฮังการี โดยกาเบอร์ได้ค้นพบหลักการของฮอโลกราฟีโดยบังเอิญ ในระหว่างที่พัฒนาปรับปรุงคุณภาพของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่บริษัท British Thomson-Houston ที่เมือง Rugby ประเทศอังกฤษ จากการค้นพบนี้ กาเบอร์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี ค.ศ. 1971
ต่อมาได้มีการพัฒนาและเริ่มนำมาใช้ประโยชน์อย่างแพร่หลาย หลังจากที่ได้มีการคิดค้นเลเซอร์ขึ้นมาในปี ค.ศ. 1960 และได้มีการนำเอาเลเซอร์เข้ามาประยุกต์ใช้ ในปี ค.ศ. 1964 โดยนักวิทยาศาสตร์ชื่อ E.Leith และ J.Upatniks แห่งห้องปฏิบัติการทางเลเซอร์ มหาวิทยาลัยมิชิแกน ประเทศสหรัฐฯ ได้ร่วมมือกันพัฒนาเทคโนโลยี Holography โดยใช้คุณสมบัติของแสงเลเซอร์ ทำให้สามารถแสดงรูปภาพ ที่มีความลึก ความกว้าง และเปลี่ยนแปลงได้ตามมุมมอง นับจากนั้นฮอโลแกรมได้ถูกพัฒนาและประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวาง
ฮอโลแกรม เป็นภาพที่มีลักษณะ 3 มิติ ซึ่งแตกต่างจากภาพ 2 มิติ เช่น ภาพถ่าย ภาพวาด จอคอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ เป็นต้น ภาพเหล่านี้จะเป็นภาพ 2 มิติ เมื่อแสงจากแหล่งกำเนิดแสง ไปกระทบผิวของภาพถ่าย, ภาพวาด ก็จะสะท้อนกลับมายังที่ตา ทำให้มองเห็นภาพเป็น 2 มิติ
แต่ภาพฮอโลแกรมจะใช้หลักการสร้างภาพให้มีการแทรกสอดของแสงที่มากระทบรูปภาพ โดยการฉายแสงเลเซอร์จากแหล่งเดียวกัน แยกเป็น 2 ลำแสง ลำแสงหนึ่งเป็นลำแสงอ้างอิงเล็งตรงไปที่แผ่นฟิล์ม อีกลำแสงหนึ่งเล็งไปที่วัตถุและสะท้อนไปยังฟิล์ม แสงจากทั้งสองแหล่งจะถูกบันทึกไว้บนฟิล์มในรูปแบบของการแทรกสอด (Interference Pattern) ซึ่งมองไม่คล้ายกับรูปของวัตถุต้นแบบ ก่อให้เกิดภาพเสมือน (Virtual image) ขึ้นมาตามมุมของแสงที่มาตกกระทบ ทำให้ตาของเรารับแสงอีกด้านหนึ่งของแผ่น Hologram เกิดเห็นภาพ 3 มิติขึ้น
การสร้างฮอโลแกรมแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน ดังนี้
(1) การบันทึกภาพ (recording of image) เป็นการบันทึกแถบการสอดแทรกเชิงซ้อน (Complex interference patterns) ซึ่งเกิดจากที่แต่ละแสงเลเซอร์ 2 ลำแสงซ้อนทับกันอยู่ (Superposition) แถบการสอดแทรกเชิงซ้อนนี้จะถูกบันทึกไว้บนฟิล์มถ่ายรูป (Photographic film)
(2) การสร้างภาพ (reconstruction of image) เป็นการสร้างภาพ 3 มิติ ขึ้นจากแผ่น
การประยุกต์ใช้ฮอโลแกรมในปัจจุบัน
1. ใช้ในการสื่อสารทางไกล
ในที่นี้ขอยกตัวอย่างที่มีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีฮอโลแกรม 3 มิติ มาช่วยในการสื่อสารทางไกล เพื่อลดข้อจำกัดในเรื่องสถานที่และการเดินทาง
การปรากฏตัวของเจ้าฟ้าชายชาร์ลส์ ทรงขึ้นปรากฏตัวบนเวทีการประชุมพลังงานสีเขียว ที่กรุงอาบูดาบี สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ ทั้งๆที่พระองค์ประทับอยู่ที่พระราชวังใน กรุงลอนดอน ประเทศอังกฤษ
การรายงานข่าวการเลือกตั้งครั้งล่าสุดของสหรัฐอเมริกา สถานีโทรทัศน์ซีเอ็นเอ็น (CNN) แห่งสหรัฐฯ ได้สร้างความประหลาดใจให้กับผู้ชมเป็นอย่างมาก เนื่องจากการนำเทคโนโลยีล้ำหน้ากว่าใครๆ อย่างฮอโลแกรมมาใช้ในการนำเสนอข่าวครั้งนี้
2. จัดแสดงสินค้า
การพบกันของคุณลุง หลุยส์ เชฟโรเลต และ น้องเชฟวี่ ในบูธ Chevrolet งาน BOI fair 2011มีการใช้เครื่องแสดงภาพลอยตัวแบบสามมิติ ที่เรียกว่า Hologram Display เพื่อเพิ่มจุดเด่นให้กับสินค้าหรือบริการ เป็นที่ดึงดูดใจแก่ผู้เข้าชม
3. เสริมสร้างความปลอดภัย
– Transmission Hologram นำมาใช้กับบัตรประชาชน ใบอนุญาตขับขี่ พาสปอร์ต บัตรเครดิต เป็นต้น
ตัว Hologram ชนิดนี้จะทำออกมาจากโรงงานมีลักษณะคล้ายกระเป๋าใบเล็ก หรือซอง (Purse) นำบัตรหรือวัสดุที่ต้องการทำมาสอดใส่ตรงกลางช่องว่าง นำไปรีดที่เครื่องจักรโดยใช้ความร้อนและแรงกดจาก บน – ล่าง แผ่น Hologram ก็จะติดแนบกับบัตร Reflection Hologram จะอยู่ในรูปของ Foil
– Hologram Sticker แกะลอกเป็นดวงติดบนวัสดุตามต้องการ
– Hologram Hot Stamping Foil ติดโดยใช้ความร้อน และแรงกดสูง การทำงานคล้ายการปั๊มฟอล์ยเงิน/ทองลงบนสิ่งพิมพ์ทั่วไป
4. บันทึกข้อมูล
ฮาร์ดดิสก์ที่ใช้หลักการฮอโลกราฟิกนั้น ด้วยขนาดเพียง 5 นิ้ว สามารถจุได้สูงถึง 125 กิกะไบต์ เป็นอย่างต่ำ และอาจไปถึง Terra Byte(1000GB) ส่วนความเร็วในการโอนถ่ายข้อมูลอยู่ที่ 30 เมกะไบต์ต่อวินาที
– Holographic Data Storage Holographic Storage เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แสงเลเซอร์เขียนข้อมูลลงไปในเนื้อของวัตถุ ดังนั้นที่เห็นประโยชน์ได้อย่างชัดเจนคือ ปริมาณข้อมูลที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากมีพื้นที่ในการเขียนมากกว่าเดิมเมื่อเทียบกับการเขียนข้อมูลที่พื้นผิวระนาบ ถ้าจะเปรียบเทียบเป็นเชิงสมการจะเห็นว่าเมื่อใช้ Holographic Storage ปริมาณข้อมูลที่เขียนได้จะเป็นสัดส่วนกับกำลังสามของวัตถุ แต่ถ้าเป็นการเขียนข้อมูลบนพื้นผิวในแนวระนาบจะได้เพียงกำลังสอง ประโยชน์อย่างหนึ่งในการใช้แสงเลเซอร์คือความรวดเร็วในการเข้าถึงข้อมูล เนื่องจากความเร็วของแสงเมื่อเปรียบเทียบการอุปกรณ์เครื่องกลที่ใช้เป็นหัวอ่านข้อมูลแตกต่างกันมาก นอกจากนี้ Holographic Storageสามารถสืบค้นข้อมูลโดยใช้ข้อมูลเป็นกุญแจในการค้นหา
นอกจากนี้ในขณะที่แม่เหล็กและออปติคอลมีการจัดเก็บข้อมูลในแบบเชิงเส้น แต่การจัดเก็บแบบฮอโลแกรมนั้นมีความสามารถในการบันทึกและอ่านนับล้านบิตในแบบขนาน ทำให้อัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงกว่าการจัดเก็บแบบออปติคอลในปัจจุบัน
กลไกการจัดเก็บข้อมูล
ฮอโลแกรมจัดเก็บข้อมูลโดยใช้รูปแบบการแทรกแซงของแสงภายในความหนาของวัสดุไวแสง แสงจากลำแสงเลเซอร์เดียวแบ่งออกเป็นสองเส้นที่แยกจากกันของจุดมืดและจุดสว่าง โดยการปรับมุมลำแสงอ้างอิงความยาวคลื่นหรือตำแหน่งของสื่อ
กลไกการอ่านข้อมูล ข้อมูลที่เก็บไว้จะถูกอ่านผ่านการทำสำเนาของลำแสงอ้างอิงเดียวกับที่ใช้ในการสร้างฮอโลแกรม ลำแสงอ้างอิงรวมแสงบนวัสดุที่ไวแสง รูปแบบการแทรกแซงที่เหมาะสมทำให้แสงแตกกระจายมื่อผ่านช่องรับแสงหรือสิ่งกีดขวางลงบนเครื่องตรวจจับ โดยเครื่องตรวจจับมีความสามารถในการอ่านข้อมูลในแบบคู่ขนานมากกว่าหนึ่งล้านบิตในครั้งเดียว ให้ผลในการถ่ายโอนข้อมูลที่รวดเร็ว ไฟล์ในไดรฟ์ฮอโลแกรมสามารถเข้าถึงได้ในเวลาน้อยกว่า 200 มิลลิวินาที
อายุการใช้งาน ฮอโลแกรมช่วยให้หลายๆ บริษัทมีวิธีการที่จะรักษาและเก็บข้อมูลโดยใช้วิธีการเขียนครั้งเดียวแต่อ่านได้หลายครั้ง (Write Once Read Many: WORM) เพื่อการจัดเก็บข้อมูลที่มั่นใจได้ในความปลอดภัยของเนื้อหา มีการป้องกันไม่ให้ข้อมูลถูกเขียนทับหรือแก้ไข ผู้ผลิตเชื่อว่าเทคโนโลยีนี้สามารถให้การจัดเก็บที่ปลอดภัยสำหรับเนื้อหาที่ไม่มีการย่อยสลายนานกว่า 50 ปี นานกว่าตัวเลือกการจัดเก็บในปัจจุบัน เป็นการโต้ตอบข้อเรียกร้องถึงวิวัฒนาการของเทคโนโลยีการอ่านข้อมูลที่มีในสองทศวรรษที่ผ่านมา ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงทุกสิบปี หากแนวโน้มนี้ยังคงมีต่อไป จะทำให้สื่อบันทึกมีความสามารถในการจัดเก็บข้อมูล 50-100 ปีในรูปแบบเดียวที่ไม่สัมพันธ์กัน เพราะคุณจะโอนย้ายข้อมูลไปยังรูปแบบใหม่หลังจากนั้นเพียงสิบปี
อย่างไรก็ตาม ความยืนยาวของการจัดเก็บข้อมูลในอดีตพิสูจน์แล้วว่าเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของความน่าเชื่อถือระยะสั้นของสื่อเก็บข้อมูล ซึ่งรูปแบบการจัดเก็บแบบออปติคอลในปัจจุบัน เช่น ซีดี มีการพิสูจน์แล้วว่าสร้างความน่าเชื่อถือระยะสั้นได้มากกว่า Floppy Disc
ลักษณะเฉพาะทางด้านเทคนิค
เหมือนกับสื่อบันทึกชนิดอื่นๆ ฮอโลแกรมถูกแบ่งออกเป็นแบบเขียนครั้งเดียว (เปลี่ยนแปลงบางอย่างกลับไม่ได้) และแบบที่เขียนทับได้ (การเปลี่ยนแปลงที่สามารถย้อนกลับได้) การจัดเก็บแบบฮอโลแกรมที่สามารถเขียนทับได้สามารถทำได้ผ่านทางผลึกที่มีความไวแสง โดยเมื่อข้อมูลจะถูกดึงหรืออ่านออกมาจากฮอโลแกรม มีเพียงลำแสงอ้างอิงเท่านั้นที่เป็นสิ่งจำเป็น ลำแสงจะถูกส่งเข้าไปในวัสดุในทางเดียวกับตอนที่เขียน และแยกออกเป็นสองส่วน ส่วนหนึ่งจะสร้างลำแสงสัญญาณในส่วนที่ข้อมูลถูกเก็บไว้
ฮอโลแกรมสามารถให้เหตุผลในการเก็บหนึ่งบิตต่อลูกบาศก์ของขนาดความยาวคลื่นของแสงในการเขียน ตัวอย่างเช่น แสงจากเลเซอร์ฮีเลียมนีออน เป็นแสงสีแดงที่มีความยาวคลื่น 632.8 นาโนเมตร การใช้แสงที่มีความยาวคลื่นระดับนี้จะจัดเก็บฮอโลแกรมที่สมบูรณ์แบบถึง 4 กิกะบิตต่อลูกบาศก์มิลลิเมตรเลยทีเดียว ในทางปฏิบัติความหนาแน่นของข้อมูลจะต่ำกว่ามากสำหรับอย่างน้อยสี่เหตุผลต่อไปนี้
1. ความจำเป็นในการเพิ่มแก้ไขข้อผิดพลาด
2. ความจำเป็นที่จะรองรับความไม่สมบูรณ์หรือข้อจำกัดในการจัดเก็บแบบออปติคอล
3. ผลตอบแทนทางเศรษฐกิจ (ความหนาแน่นสูงขึ้นอาจเสียค่าใช้จ่ายเกินกว่าที่จะได้รับ)
4. ข้อจำกัดด้านเทคนิคการออกแบบ ปัญหาที่พบในขณะนี้ คือ ในฮาร์ดไดรฟ์แบบแม่เหล็กนั้นมีการกำหนดค่าโดเมนที่จะช่วยป้องกันการผลิตดิสก์ที่ใช้ประโยชน์จากข้อจำกัดทางทฤษฎีของเทคโนโลยีอย่างเต็มที่
แม้จะมีข้อจำกัดเหล่านั้น แต่ก็เป็นไปได้ที่จะเพิ่มประสิทธิภาพความจุในการใช้ทุกเทคนิคการประมวลผลสัญญาณแสง ซึ่งแตกต่างจากเทคโนโลยีการจัดเก็บในปัจจุบันที่บันทึกและอ่านข้อมูลทีละหนึ่งบิต ในขณะที่หน่วยความจำฮอโลแกรมเขียนและอ่านข้อมูลในแบบขนานในแฟลชเดียวของแสง
นอกจากนี้ Hologram มีการเข้ารหัสและการประมวลสัญญาณในระบบจัดเก็บข้อมูล ซึ่งจะทำให้ลดอัตราความผิดพลาดของข้อมูลเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของข้อมูล และทำให้ส่งข้อมูลได้ดีขึ้น การเข้ารหัสและการประมวลสัญญาณสามารถที่จะผนวกเข้าไปด้วย เช่นแทรกเข้าไป หรือผนวกไปกับรหัสที่ใช้แก้ไขความผิดพลาด (Error-correction-code (ECC)) โดย ECC จะทำให้ข้อมูลมีความซ้ำซ้อนมากขึ้น เพื่อป้องกันข้อมูลจากสิ่งรบกวนต่าง ๆ เมื่อถูกเข้ารหัส ECC แล้วจะส่งข้อมูลไปที่ Modulation Encoder เพื่อปรับสัญญาณข้อมูลก่อนส่งไปที่ channel
ข้อแตกต่างกันจากเทคโนโลยีการเก็บข้อมูลแบบเดิม
Holographic data storage มีคุณสมบัติเฉพาะตัวที่แตกต่างกันออกไปจากเทคโนโลยีการเก็บข้อมูลแบบเดิมที่มีอยู่แล้ว ดังนี้
- สามารถบันทึกข้อมูลในความหนาแน่นที่มากกว่า
- สามารถขนถ่ายข้อมูลในความเร็วที่มากกว่าสื่อแบบแถบแม่เหล็ก
- ความหนาแน่นของข้อมูลจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มความยาวคลื่นของแสงเลเซอร์ เช่น CD-Rom ที่ความหนาแน่นจะเพิ่มขึ้นเป็นสัดส่วนกำลังสองกับความยาวคลื่น โฮโลกราฟเป็นเทคนิคที่เขียนข้อมูลลงไปในเนื้อวัตถุสามารถเพิ่มได้เป็นสัดส่วนกำลังสามของความยาวคลื่น
สอบถามสินค้าอื่นๆ ติดต่อทาง siamprojector
ติดต่อได้ที่ เบอร์โทร 095-4466266 , 089-8415456 , 02-101-9982