НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Физико-технический факультет
Кафедра оптических информационных технологий
«УТВЕРЖДАЮ»
Декан ФТФ
_____________
«___»____________2006г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ХУДОЖЕСТВЕННАЯ ГОЛОГРАФИЯ
ООП по специальности 071105 - КИНООПЕРАТОРСТВО
КВАЛИФИКАЦИЯ ТЕЛЕОПЕРАТОР
ФАКУЛЬТЕТ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ (ФТФ)
Курс 5 семестр 9
Лекции - 34 часов
Лабораторные работы - 17 часов
Самостоятельная работа - 82 часов
Зачет - 9 семестр
Всего - 150 часов
Новосибирск, 2006
Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта (051700) высшего профессионального образования по специальности 071105 - КИНООПЕРАТОРСТВО
Регистрационный № 000 мск/сп, дата утверждения ГОС – 17.12.2002г.
Шифр дисциплины в ГОС – ОПД. В
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «оптические информационные технологии» - протокол № 6 от 14 июня 2006г.
Программу разработал:
Доцент
Заведующий кафедрой
д. т.н., профессор
Ответственный за основную
Образовательную программу
Ученый секретарь
1.ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Основной целью курса является освоение
· голографии как способа записи и хранения информации,
· голографии как средства представления трехмерной информации в современных дисплеях,
· голографии как эффективного элемента рекламы.
Задачи дисциплины:
1.1 Сформировать базовое представление, первичные знания, умения и навыки студентов по основам голографии и голографического кинематографа.
1.2 Подготовить студентов к использованию полученных навыков в самостоятельной профессиональной деятельности.
2.РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ
2.1. Представления
В результате изучения дисциплины у студентов должны быть сформированы представления:
- об особенностях голографического метода записи и хранения информации,
- об основных видах голограмм и их характеристиках,
- о свойствах голограмм и голографических изображений,
- об источниках излучения для записи и восстановления голограмм,
-об основных областях применения голографии: музейное дело, портрет, кинематограф, реклама, полиграфия.
2.2. Знания
После изучения дисциплины студент должен знать:
- базовые определения и понятия, проблематику голографической записи, хранения и преобразования оптической информации,
- круг задач, доступных для решения средствами голографии,
- специфику голографии по сравнению с фото - и видеосъемкой,
- рациональные варианты решения наиболее характерных проблем.
2.3. Умения и навыки
После изучения дисциплины студент должен уметь:
- ориентироваться в области голографии и голографического кинематографа, пользоваться специальной литературой в изучаемой предметной области,
- обосновывать оптимальный вариант оптической схемы записи и выбор средств решения конкретных задач;
- записывать и обрабатывать разные типы голограмм на имеющихся в распоряжении оптических средах с применением разных источников излучении,
- тиражировать голографическую продукцию.
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1.Введение (2 часа). Обзор курса. Связь курса с другими общими и специальными дисциплинами. Принципы восприятия объемного изображения. Основные способы регистрации трехмерных изображений: стереофотография, растровая съемка, голография.
2.Голографическая запись и воспроизведение информации (4 часа). История открытия принципа голографии. Теория изображения Габора. Основные представления и понятия голографии и когерентной оптики. Принципы записи и восстановления оптических голограмм. Голограмма как дифракционная решетка. Свойства оптических голограмм. Голограмма как совокупность микроизображений. Параллакс и глубина резкости. Информационная емкость.
3.Виды голограмм (4 часа). Действительное и мнимое изображение. Орто - и псевдоскопическое изображение. Геометрия дифракции регистрируемых на голограмме пучков. Дальняя и ближняя зона. Голограммы осевые и в сходящихся пучках. Недостатки габоровой голографии. Принципы пространственного разделения пучков. Голография сфокусированных изображений. “Тонкие” и объемные голограммы. Амплитудные и фазовые голограммы.
4.Анализ голограмм (2 часа). Основные характеристики голограмм и восстановленных изображений: дифракционная эффективность, полное пропускание, яркость и контраст интерференционных полос. Разрешающая способность голограммы. Связь с геометрическими параметрами схемы записи. Продольное и поперечное увеличение.
5.Техника записи и восстановления голограмм (4 часа). Лазеры для голографии. Увеличение длины когерентности. Особенности импульсных систем. Нелазерные источники света.
Регистрирующие среды для голографии. Галогенидсеребрянные среды. Бихромированная желатина. Термопласты. Фотохромные материалы.
Установки для записи и восстановления оптических голограмм. Основные требования. Стандартный оптический комплект. Универсальные и специализированные системы.
6. Копирование голограмм (2 часа). Проблема тиражирования трехмерных изображений. Фотографическое копирование пропускающих голограмм, достоинства и недостатки. Копирование через восстановление действительного изображения. Выбор размера и места расположения изображения на голограмме-копии. Искажения изображения.
7. Применение отражательных голограмм (4 часа). Голография в музейном деле. Требования к материалам экспонатов и элементов сцены съемки. Организация освещения.
Голографический портрет. Обеспечение безопасности съемки. Учет особенностей экспонирования с применением импульсного лазера. Копирование и изменение масштаба изображения.
8. Голографический кинематограф (4 часа). Голографический фильм как последовательность трехмерных изображений. Голографическая анимация. Особенности съемочной оптики. Демонстрация фильма. Голографический экран, зоны видения.
9. Стереоголография (2 часа). Принцип получения стереоголографического изображения. Голограмма как средство хранения информации и проекционная система. Возможности при съемке натурных объектов. Достоинства метода перед голографией и стереофотографией. Техническая реализация стереоголографии.
10. Радужные голограммы (4 часа). Ограничение вертикального параллакса и снижение разрешающей способности регистрирующего материала. Специфика получаемого изображения. Выбор параметров щелевой диафрагмы. Голограммы с модуляцией коэффициента преломления и с поверхностным рельефом. Копирование рельефных голограмм в массовом производстве. Получение матриц. Области применения радужных голограмм: реклама, полиграфия, защита авторских прав и аутентичности изделий.
11. Цветная голография (2 часа). Сложности реализации многоцветной голографической записи. Материалы для записи цветных голограмм: строение и условия обработки. Источники освещения при записи. Проблема множественности изображений. Одно - и многопучковые схемы записи.
Темы лабораторных работ
Лабораторная работа № 1 (4 часа) – вводное занятие
Инструктаж по технике безопасности при работе с электроустановками, источниками когерентного излучения и химическими веществами. Приемы работы с оптико-механическими элементами. Разделение и фильтрация оптических пучков. Правила построения голографических интерферометров. Определение длины оптического пути.
Лабораторная работа № 2 (6 часов). Пропускающая оптическая голограмма
Сборка оптической схемы интерферометра для регистрации голограммы в сходящихся пучках с соблюдением рекомендаций по взаимному положению объекта и голограммы, опорного и предметного пучков. Запись и обработка амплитудной голограммы с последующим переводом ее в фазовую голограмму. Наблюдение восстановленных мнимого и действительного изображений объекта. Изучение основных свойств голограммы.
Лабораторная работа № 3 (6 часов). Голограмма во встречных пучках
Сборка голографического интерферометра для регистрации голограммы по методу Денисюка. Основное требование – минимальное количество элементов оптической схемы. Запись и обработка голограммы на толстослойной эмульсии. Наблюдение ортоскопичного и инвертированного изображений. Определение влияния условий обработки на спектральную селективность.
Лабораторная работа № 4 (6 часов). Копирование голограмм через восстановление действительного изображения
Сборка схемы восстановления действительного изображения. Выбор места расположения регистрирующей среды для получения оптимального «выхода» изображения. Масштабирование изображения с помощью объективов и управлением формой восстанавливающего пучка. Запись амплитудной голограммы-копии с последующей обработкой и переводом в фазовую. Наблюдение восстановленного изображения. Анализ геометрических искажений изображений.
Лабораторная работа № 5 (6 часов). Радужная голограмма
Сборка схемы восстановления действительного изображения. Изготовление щелевой диафрагмы в соответствии с габаритами исходной голограммы и угловыми размерами изображения. Выбор положения в пространстве голограммы-копии. Получение фазовой пропускающей радужной голограммы-копии. Наблюдение восстановленного изображения. Определение влияния спектрального состава освещения при восстановлении на качество и свойства изображения.
Контрольные вопросы
1. Голографический принцип записи и восстановления световой волны.
2. Действительное и мнимое изображения.
3. Свойства голограмм.
4. Типы голограмм по геометрии схем записи.
5. Свойства голографических изображений.
6. Основные источники искажений.
7. Дифракционная эффективность голограммы.
8. Источники излучения для записи и восстановления голограмм.
9. Характеристики регистрирующих сред.
10. Галоидосеребряные материалы.
11. Несеребряные регистрирующие среды.
12. Копирование голограмм.
13. Радужные голограммы.
14. Стереоголография.
15. Изобразительная голография.
16. Голографический кинематограф.
17. Голографический экран.
18. Голографический портрет.
19. Голография в рекламе и полиграфии.
20. Голография в музейном деле.
21. Цветная голография.
ЛИТЕРАТУРА
1. Р. Кольер, К. Беркхарт, Л. Лин. Оптическая голография. – М.:Мир,1973.
2. Оптическая голография/Под ред. Г. Колфилда. – В 2-х томах - М.:Мир,1982.
3. М. Милер. Голография. – М.:Машиностроение,1979.
4. М. Франсон. Голография. – М.:Мир,1972.
5. , . Изобразительная голография и голографический кинематограф. – М.:Исскусство,1987.
6. . Оптическая голография: Учебное пособие. – Новосибирск, НГТУ,2003.
7. Электронный конспект курса. // edu. nstu. ru/infoptic
