Video-Holographie für die Massen

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Die Tyrannei zweidimensionaler Computer- und TV-Bildschirme könnte bald vorbei sein: Ein Team von MIT-Wissenschaftlern hat nun ein holografisches Videosystem entwickelt, das auch mit Consumer-Rechnern und Spielekonsolen zusammenarbeitet. Das neuartige Display soll klein genug sein, um ins Wohnzimmer zu passen, eine Auflösung wie Standard-Analog-TV bieten und nur wenige Hundert Dollar kosten.

Professionelle Anwender könnten mit Holografie-Displays bereits medizinische Aufnahmen wie Kernspin- und CT-Bilder betrachten oder sich beim Design von Produkten dreidimensional inspirieren lassen. V. Michael Bove Jr., der das Consumer-Electronics-Labor (CELab) am MIT leitet, hofft nun, dass auch Privatanwender diese Räumlichkeit bald erleben können – etwa bei Computerspielen oder virtuellen Online-Welten. "Die meisten Games besitzen schon heute sehr komplexe dreidimensionale Modelle. Man sieht sie nur nicht, weil sie in zweidimensionalen Bildern dargestellt werden müssen", erläutert er.

Das neue System namens "Mark III" ist die dritte Generation eines am MIT entwickelten Holografie-Systems, das bereits seit den späten achtziger Jahren vorangetrieben wird. Die frühen Systeme waren laut, kompliziert und benötigten spezielle Hardware, um ein Signal zu generieren. "Es machte einfach keinen Spaß", erinnert sich Bove. Vor wenigen Jahren nahm er sich daher vor, aus Holografie-Systemen für den Laborbetrieb, die Zehntausende Dollar kosten, ein Endkundenprodukt zu machen.

Daraufhin entstand der Mark III, der in den nächsten Monaten fertig gestellt sein soll. Er besitzt drei wichtige Neuerungen. Erstens kann das System die 3D-Bilder auf Standard-Grafik-Prozessoren berechnen – es stellte sich heraus, dass die aktuell in PCs und Spielekonsolen verbaute Technik durchaus dafür ausreicht.

Zweitens konnte das MIT-Team einen akustooptischen Modulator verbessern, der sonst in Telekommunikationssystemen steckt. Dieser leitet das Laserlicht so um, dass sich ein Hologramm aufbaut. Der neue Modulator hat eine höhere Bandbreite, so dass sich auch eine höhere Auflösung ergibt. Außerdem kostet er weniger als der im Mark II.

Drittens war es den Forschern erstmals möglich, die schweren optischen Komponenten aus Mark I und II auf das Nötigste zu reduzieren. Sie sorgten früher dafür, dass die Geräte so groß wie ein Esstisch waren.

Um ein holografisches Video zu erzeugen, produziert die von Bove und seinem Team entwickelte Software ein dreidimensionales Bild in Echtzeit mit allen darauf enthaltenen Objekten. Um eine Kernspinaufnahme eines schlagenden Herzens darzustellen, nutzt die Software eine Ansammlung von Werten, die alle Punkte auf der Herzoberfläche in drei Dimensionen beschreiben. Mit einem solchen Modell berechnet dann ein Algorithmus, wie ein Laser das Licht projizieren muss, um das Hologramm zu erzeugen. Die Software entwirft also eine Blaupause für den Laser, der dieser Spur dann folgt: Ein Strahlungsbeugungsmuster entsteht, wenn die Lichtwellen aufeinander treffen.