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Aber Holo!

Holographische Lösungen in Echtzeit und Farbe für elektronische Displays

Zur Erinnerung: Ein Hologramm ist eine zweidimensionale Oberfläche, die Licht so beugen respektive verteilen kann, dass sich daraus bei geeigneter Beleuchtung mittels gezielter Interferenz dreidimensionale Objekte ergeben, technisch gesagt rekonstruieren, die hinter und oder vor einer Oberfläche zu sein scheinen.

Holographie ist gegenwärtig allerdings weder fertig erlernt noch sind alle Werkzeuge dafür vorhanden beziehungsweise vollends entwickelt. Dennoch sind eben Holograme oder holografische Technologien spätestens jetzt keine Zukunftsvision mehr, sondern werden zunehmend für die Breite nutzbar: Als eine sehr vielseitig anwendbare Technologie für Hersteller komplexer Visualisierungssysteme. Dies gilt auch für bereits existierende volumetrische Daten, die nun ebenfalls mittels holographischer Methoden volumetrisch, das heißt wirklich dreidimensional – und nicht nur stereoskopisch – dargestellt werden können.

Prozess, nicht Produkt

Es geht nicht um ein fertiges holographisches Display oder Produkt, das aus einem Katalog bestellt werden kann. Es geht um die sehr komplexe Technologie, das Know-how beziehungsweise die Möglichkeit, solche oder vergleichbare technische Displays und Produkte für und mit Kunden nach deren Bedürfnissen realisieren zu können. Sie können im Idealfall nach dem Baukastenprinzip übergreifend für alle Anwendungen und Hersteller eingesetzt werden. Das heißt, sofern Hersteller beziehungsweise Systemintegratoren in der Lage sind, in Abhängigkeit von Aufwand, Schnittstellen oder technischen Anforderungen, ihre eigenen Apparate und Systeme selbst herzustellen.

Bereits die vorhandenen Datenmengen sind zu groß, dass sie nur mit enormen Aufwand geprüft werden können. Die Daten zu validieren erst recht nicht. Holographie, genutzt zur volumetrischen Darstellung, schafft hier einen neuen Ansatz. Auch riesige Datenmengen können in volumetrischen Gebilden visualisiert und je nach Darstellungsform sehr schnell plausibilisiert und sogar auch validiert werden. Es ist daher keine Überraschung, das erste Anwendungsszenarien in der Medizin und der Geodäsie geplant sind. Darüber hinaus eignen sich die holographische Lösungen für viele Bereiche wie wissenschaftliche Datendarstellungen respektive -analysen, Simulationen, technische Designs in Architektur und Konstruktion sowie hoheitliche Dienste und Avionik.

Technik, die begeistert

Für die echte dreidimensionale Darstellung ist massive Rechenpower notwendig. Ein Gundersheimer Muster-Display berechnet bei einer physikalischen Basisgröße von 36 mal 25 mal 10 Zentimeter rund 1,5 Milliarden Lichtstrahlen pro Sekunde und stellt damit beispielsweise zur Veranschaulichung, echte dreidimensionale medizinische Computertomographiedaten dar.

Da auch bestehende Daten volumetrisch dargestellt werden sollen und bereits auch ein eigenes Ökosystem an Software, Treibern und Dienstleistungen existiert, ist die diese Technologie kompatibel mit einer Vielzahl an Datenformaten. Dazu zählen beispielsweise neben den bekannten Grafikformaten wie OBJ, gltf oder fbx auch die grafischen Designs 3DS Max, Maya und Blender usw.

Übersetzt in den Alltag: Ein durchschnittliches Handyfoto ist zwischen ein bis zehn Megabyte groß. Ein Frame, also ein Standbild beziehungsweise eine holografische Szenendarstellung, ist abhängig von Darstellung, Auflösung und Größe in etwa 150 Gigabyte groß. Das ist das Fünfzehntausendfache. Um echt holographisch leistungsfähig zu sein, müssen Rechner in der Sekunde etwa 25-30 dieser holografischen Szenen verarbeiten. Da die Datenmenge umso grösser ist, je höher die Auflösung der Darstellung sein soll, wächst sie entsprechend schnell zu einer riesigen Größenordnung. Die Herausforderung für Entwickler liegt darin, diese Datenmengen in einem permanenten Optimierungsprozess auf das Wesentliche zu reduzieren, um mit verfügbarer und bezahlbarer Hard- und Software möglichst große Volumenbereiche detailreich adressieren zu können.

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