التصوير المجسم الانعكاسي

التصوير المجسم الانعكاسي هو تقنية لإنتاج صور ثلاثية الأبعاد من خلال التحكم في حركة الانعكاسات الضوئية على سطح ثنائي الأبعاد. تتكون الصورة من العديد من الانعكاسات، وتظهر كسطح ثلاثي الأبعاد مُنقّط بنقاط ضوئية. على عكس الصور المجسمة التقليدية القائمة على جبهة الموجة ، لا تعتمد الصور المجسمة الانعكاسية على البصريات الموجية أو الوسائط الفوتوغرافية أو الليزر.

يعتمد مبدأ التشغيل كليًا على البصريات الهندسية :  يُصدر مصدر ضوء نقطي وميضًا على سطح عاكس منحني (لامع)؛ ويبدو هذا الوميض وكأنه ينتقل على السطح مع حركة العين أو مصدر الضوء. إذا كانت هذه الحركة متوافقة إسقاطيًا مع التباين البصري ، فسيدرك المشاهد  - عبر الرؤية المجسمة  - وهمًا بأن الوميض يحدث على عمق مختلف عن عمق السطح الذي يُصدره.  يحتوي الهولوغرام العاكس على العديد من هذه الأسطح المنحنية، وكلها مُدمجة في سطح مضيف. يُصدر كل سطح وميضًا، ويقوم الدماغ بدمج العديد من الإشارات ثلاثية الأبعاد لإدراك شكل ثلاثي الأبعاد.

يعود تاريخ التصوير المجسم الانعكاسي إلى محاولات هانز ويل في ثلاثينيات القرن العشرين، وبالتالي فهو أقدم من التصوير المجسم التقليدي للموجة الأمامية . قدّم هانز ويل براءة اختراع في المملكة المتحدة عام ١٩٣٤ لتقنية التصوير المجسم الانعكاسي. ^{[ ١ ]} تشير براءة الاختراع إلى أن الخدوش في سطح لامع تُنتج ومضات لا تُرى إلا من زوايا نظر محددة، اعتمادًا على اتجاه الخدش؛ ويمكن استغلال هذا التباين لإنتاج صور مختلفة لمشاهدين مختلفين. أدرك ويل إمكانية استخدام هذه التقنية لإنتاج صور ثلاثية الأبعاد، لكن من غير الواضح ما إذا كان يعرف كيفية القيام بذلك، خاصةً بالنظر إلى أن التقنيات الحديثة تعتمد بشكل كبير على الحوسبة. تقتصر براءة الاختراع نفسها على الأسطح العاكسة المستقيمة، وهي غير كافية لإنتاج صور ثلاثية الأبعاد.

في سبعينيات القرن العشرين، اكتشف غابرييل ليبرمان أن الخدش على شكل قوس دائري يُنتج ومضاتٍ تتوافق حركتها تقريبًا مع التباين البصري بين العينين. يتكون عمله الفني "دماغ العالم" (World Brain) الذي أنجزه عام ١٩٨٠ ^{[ ٢ ]} من أقواس نصف دائرية مصنعة باستخدام آلات CNC، تُنتج تأثيرًا ثلاثي الأبعاد. وقد اكتُشفت هذه الظاهرة بشكل مستقل في تسعينيات القرن العشرين على يد ويليام بيتي ^{[ ٣ ]} الذي روّج لطريقة رسم الصور المجسمة يدويًا باستخدام الفرجار (الرسم الهندسي) ^{[ ٤ ]} . وقد عُرفت هذه الطريقة فيما بعد باسم التصوير المجسم بالخدش.

أثبت بيتي وجود صلة بين التصوير المجسم بالخدش والتصوير المجسم التقليدي للموجة الأمامية، مشيرًا إلى أن القوس الدائري يُقارب صورةً مكبرةً لقوس قزح بنتون لنقطة واحدة. وهذا يُفسر سبب تعرض صور التصوير المجسم بالخدش لتشوهات مُشتتة وانهيار صورة العمق خارج مجال رؤية ضيق جدًا، إذ تُعد الأقواس الدائرية تقريبًا ضعيفًا لأهداب قوس قزح في التصوير المجسم.

أشار بيتي أيضًا إلى أن الهولوغرام قوس قزح لنقطة واحدة هو مقطع مستطيل من قطع مكافئة متداخلة. ^{[ 5 ]} إذا نظرنا إلى هذا الشكل الهندسي كسطح عاكس ثلاثي الأبعاد تحت ضوء متوازٍ، فسنلاحظ حركة وميض تتوافق مع اختلاف المنظر الأفقي. ومن الأمثلة الشائعة مرآة فريسنل المكافئة المستخدمة في العديد من المواقد الشمسية. في المواقد ذات أنماط فريسنل الدقيقة، تظهر بوضوح الصورة الهولوغرافية لشريط ضوئي متغير العمق. ^{[ 6 ]}

في عام ٢٠٠٨، عرض براند شكلاً خالياً من التشوه للهولوغرافيا الانعكاسية. فبدلاً من الخدوش، يستخدم هذا الشكل مرايا أو عاكسات دقيقة للغاية ذات انحناء مزدوج، مصممة حسابياً لإنتاج اختلاف المنظر دون تشوه على مجال رؤية واسع. تعتمد طريقة براند على حزمة أشعة الضوء التي يجب أن تصل إلى المشاهد أثناء تحرك المشاهد ومصدر الضوء والهولوغرام والصورة الهولوغرافية بالنسبة لبعضها البعض. ومن خلال قانون الانعكاس أو قانون سنيل ، يتم تحديد مجموعة من المعادلات التفاضلية أو التكاملية التي تربط موضع كل نقطة على سطح بصري بالعمود المقام عليها. ^{[ ٧ ]} تحدد هذه المعادلات تجزئة للأسطح البصرية الممكنة؛ والهولوغرام هو تقاطع هذه التجزئة مع غلاف رقيق يطابق السطح المضيف. تمثل المواقد الشمسية أحد هذه التجزئة؛ بينما لا تمثل الهولوغرامات المخدوشة ذلك، ومن هنا يأتي تشوهها. من الخصائص المميزة لمنهج التوريق أنه يُقدّم حلولاً للأسطح الهولوغرافية غير المستوية ولأشكال الرؤية غير التقليدية. وقد عرض براند صورًا ثلاثية الأبعاد تتضمن مشاهد ثلاثية الأبعاد ورسومًا متحركة ومجال رؤية واسعًا للغاية. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} ويمكن مشاهدة مجموعة كبيرة منها في متحف الرياضيات في نيويورك.

• التصوير المجسم بالخدش
• صفحة فن الهولوغرام الانعكاسي