استمتع المئات من محبّي كوكب الشرق أمّ كلثوم بأغانيها مساء الجمعة الخامس والعشرين من يناير الماضي في حفل هو الأوّل من نوعه بالمملكة العربيّة السعودية بمحافظة العُلا ضمن فعاليّات مهرجان «شتاء طنطورة» حيث أطلّت على الحاضرين على الرغم من وفاتها منذ 44 عامًا عبر تقنية التصوير المجسّم ثلاثيّ الأبعاد، أو ما يعرف بتقنية «الهولوجرام» فتثنى للحضور رؤية صورة مجسّمة لها على المسرح وهي تؤدّي الأغنيات تزامنًا مع سماعها. [1]

وفي السطور التالية نستعرض بعض المعلومات حول تقنية الهولوجرام ليتضّح لنا ما هي، ومتى بدأت، وكيف تعمل.

لكي ترى أحد تطبيقات التصوير التجسيمي (الهولوجرام) فإنّك لا تحتاج لأكثر من أن تلقي نظرة على حافظة نقودك، فعادةً ما تحتوي بطاقات الائتمان المصرفيّة ورخص قيادة السيّارات على صورة مجسّمة لمنع عمليّات التزييف. وإذا كنت من غير البالغين إذ لا يتسنّى لك حمل بطاقة ائتمانيّة أو رخصة قيادة فبإمكانك أن تجد أحد الأمثلة حولك في المنزل إذ أنّها موجودة كجزء من أغلفة برمجيّات الحاسوب وأقراص ال(CD/DVD) المضغوطة. [2]

ما هو التصوير التجسيميّ (الهولوجرام)؟

هي تقنيّة تصوير فوتوغرافيّ تسجّل أشعّة الضوء المتناثرة من جسمٍ ما، ثمّ تعرضها بعد ذلك بطريقة ثلاثيّة الأبعاد. وعلى مرّ السنوات تمّ ابتكار أنواع عديدة من الهولوجرام منها «التصوير التجسيميّ الانتقاليّ» الذي يسمح للضوء بالانبعاث من خلاله، ويسمح بالرؤية الجانبيّة للصورة، وهو النوع المستخدم في الأغراض الأمنيّة كما في بطاقات الائتمان ورخص قيادة السيّارات على سبيل الأمثلة.

تاريخ التصوير التجسيميّ (الهولوجرام)

تمّ اختراع الهولوجرام على يد عالم الفيزياء المجريّ المولِد (دينيس جابور-Dennis Gabor) حينما كان يعمل بالمملكة المتّحدة على أبحاث فيزياء البصريّات في أربعينيّات القرن العشرين. ونفّذ جابور أعماله في مجال التصوير المجسّم في بدايات الخمسينيّات، كان ذلك قبل اكتشاف أشعة الليزر، وبدأ تطوير تقنية التصوير ثلاثيّ الأبعاد منذ عام 1962 عندما توصّل (يوري دينيسيورك-Yuri Denisyuk) في الاتحاد السوڨييتيّ، وكلًّا من (إيميت ليث-Emmett Leith) و(جوريس أبواتنيكس-Juris Upatnieks) في جامعة ميتشيجان إلى تقنية الليزر التي استخدمت في تكوين الصورة ثلاثيّة الأبعاد، واستخدمت مستحلبات هاليد الفضّة الفوتوغرافيّة كوسط للتصوير، إلّا أن وضوح الصور المجسّمة المتكوّنة لم يكن مثاليًّا في ذلك الوقت. [3]

كيف يعمل التصوير التجسيميّ (الهولوجرام)؟

لكي تحصل على هولوجرام يجب أن يكون لديك جسم أو شخص تريد تسجيل صورة ثلاثيّة الأبعاد له، وحزمة من أشعّة الليزر التي ستُسلط على كلٍّ من الجسم ووسط التصوير، ووسط للتصوير محتوي على مواد ملائمة تساعد على إيضاح الصورة، وبيئة نظيفة تُمكِّن الحزم الضوئية من التداخل.
يُقَسّم شعاع الليزر إلى شعاعين متماثلين، يعاد توجيههما باستخدام المرايا (وهي أسطح زجاجيّة مغطّاه من أحد وجهيها بطبقة رقيقة من الفضّة، فعند سقوط أشعّة الليزر عليها تنفذ بعض الأشعّة من خلالها بينما ينعكس البعض الآخر). يُوجّه أحد الشعاعين المتماثلين والذي يُسمى «شعاع الجسم» أو «شعاع الهدف» إلى الجسم المراد تصويره فيرتدّ بعض الضوء الساقط على الجسم، وينعكس على وسط التصوير. ويُوجّه الشعاع الآخر والذي يُسمى «شعاع المرجع» إلى وسط التصوير مباشرةً.

تتقاطع أشعّة الجسم وأشعّة المرجع وتتداخل مع بعضها البعض فتنطبع محصّلة هذا التداخل على وسط التصوير لتعيد تكوين صورة افتراضيّة للجسم المستهدف يمكننا أن نراها بأعيننا من أيّ زاوية، ذلك لأنّ كل نقطة واقعة على الهولوجرام هي عبارة عن موجة ضوئيّة قادمة من كل نقطة على الجسم.
وحيث أنّ أشعة الليزر (LASER) والذي يشير اختصارًا إلى (تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المستحثّ للإشعاع–light amplification by stimulated emission of radiation) تتميّز بكونها حزم ضيّقة من الإشعاع الكهرومغناطيسيّ الشديد تُكون موجات الضوء المنبعث منها مترابطة ومتساوية في التردد ولها نفس الطول الموجيّ، لذا فهي أنقى من أشعّة الضوء العاديّ، [4] وبهذه الطريقة لا يتعارض شعاع الجسم مع شعاع المرجع بل يتضافران لتكوين صورة أكثر دقّة في موقع الصورة المجسّمة.
ويمكن أن يتكوّن وسط التصوير –حيث تتلاقى أشعّة الضوء- من مواد عديدة، تعدّ الأفلام الفوتوغرافيّة من أكثرها شيوعًا واستخدامًا لتكوين الصور ثلاثيّة الأبعاد مضافًا إليها مقدار من البلّورات المتفاعلة مع الضوء لزيادة حساسيّة حزمتيّ الأشعّة، ممّا يساعد على جعل الصورة المتكوّنة في النهاية أكثر واقعيّة من استخدام مادّة هاليد الفضّة وحدها.
ولو أنّنا قمنا بتقطيع لوح التصوير ثلاثيّ الأبعاد إلى قطع صغيرة، فسيظلّ بإمكاننا رؤية صورة الجسم كاملة مكوّنة على كلّ قطعة من لوح التصوير على حدة ولكن بدقّة أقل، ونفس الشئ إذا قسّمنا كل قطعة صغيرة إلى قطع أصغر.

استخدامات التصوير التجسيميّ (الهولوجرام)

حتى الثمانينيّات من القرن الماضي كانت الصور ثلاثيّة الأبعاد محض حدث علميّ، إلى أن تمكّن أحد الأشخاص من طباعتها على فيلم معدنيّ لتصبح فيما بعد وسيلة هامّة من أكثر الوسائل شيوعًا لحماية حقوق الطبع والنشر ومنع التزييف.
وفي الثمانينيّات تمكن أحد المسارح البريطانيّة من تجسيد الممثل «لورنس أوليفييه» على المسرح باستخدام الهولوجرام  لكي لا يتكبّد الممثل –الذي كان كبيرًا في السن آنذاك- عناء الظهور على المسرح بنفسه كلّ ليلة، كما ظهرت تقنية الهولوجرام في بعض الأفلام السينمائيّة الأمريكيّة كأفلام (الرجل الحديديّ–iron man) و(حرب النجوم–star wars).
وللهولوجرام أيضًا استخدامات طبيّة وعلميّة هامّة مثل «تقنية قياس التداخل المجسم» حيث يقوم العلماء بتسجيل صورة ثلاثيّة الأبعاد لجسم ما كجزء من محرّك -على سبيل المثال- والاحتفاظ بها كوحدة مرجعيّة يتم مقارنة الصور الهولوجراميّة المسجلّة لجزء المحرك ذاته بها فيما بعد، لقياس مقدار التغيّرات الحادثة والتي قد تشير إلى التآكل أو الانهيار الوشيك. [5]

مستقبل التصوير التجسيميّ (الهولوجرام)

في الوقت الراهن لا تزال الصور الهولوجراميّة التي يمكن الحصول عليها صور ثابتة ولا يمكن الحصول على صور متحرّكة ثلاثيّة الأبعاد بشكل حقيقيّ، حيث أنّ العروض التي تظهر مؤخّرًا على شبكة CNN ويبدو فيها بثّ حيّ ثلاثيّ الأبعاد لمراسل في موقع آخر،  أو الظهور المجسّم الأخير لمغني الراب الأمريكيّ «توباك شاكور» في أحد المهرجانات الموسيقيّة على الرغم من وفاته في عام 1996، كلّها لا تعد صورًا هولوجراميّة متحرّكة حقيقيّة ولكن يتم أثناء العرض تحديث الصورة ثلاثيّة الأبعاد كل ثانيتين ممّا يخلق تأثيرًا بصريًا شبيهًا بالحركة قد يوحي للمشاهد بأنّها صورة حيّة.
يأمل الباحثون على مدى السنوات القليلة المقبلة في تحسين تقنية التصوير التجسيميّ وجعلها أكثر دقّة وسرعة في التدفق.

المصادر:

1. Umm Kulthum’s hologram performs stellar concert in the desert of Saudi Arabia [Internet]. The National. [cited 2019 Jan 28]. Available from: https://www.thenational.ae/arts-culture/music/umm-kulthum-s-hologram-performs-stellar-concert-in-the-desert-of-saudi-arabia-1.818249
2. How Holograms Work [Internet]. HowStuffWorks. 2007 [cited 2019 Mar 5]. Available from: https://science.howstuffworks.com/hologram.htm
3. Workman R, May 23 LC|, ET 2013 03:48pm. What is a Hologram? [Internet]. Live Science. [cited 2019 Mar 5]. Available from: https://www.livescience.com/34652-hologram.html
4. Case study: Lasers [Internet]. [cited 2019 Mar 6]. Available from: http://www.iop.org/cs/page_43644.html

How holograms work [Internet]. Explain that Stuff. [cited 2019 Mar 6].
Available from: http://www.explainthatstuff.com/holograms.html

إعداد: يارا فاروق
مراجعة علمية: لميس معوض
 تدقيق لغوي: محمد غنيم
تحرير: نسمة محمود