Im Blockbuster „Star Wars: Episode IV – Eine neue Hoffnung“ von 1977 gibt es eine Szene, in der der Raumschiff-Wartungsroboter R2-D2 ein 3D-Hologramm von Prinzessin Leia in den leeren Raum projiziert. In dieser Szene bittet Prinzessin Leia Obi-Wan Kenobi, den Jedi-Ritter und Mentor des Protagonisten Luke Skywalker, um Hilfe, und das flackernde, flüchtige, durchscheinende, dreidimensionale Bild ist beeindruckend.
映画の公開から40年が経つが、現在もレイア姫のこのシーンから研究のインスピレーションを受け続けているのが、大日本印刷株式会社（以下DNP）のエンボス型ホログラム 研究の第一人者、北村満である。
„Mein oberstes Ziel ist es, ein Hologramm zu entwickeln, das sich wie Prinzessin Leia bewegt“, sagt Kitamura, doch er rechnet damit, dass der Weg dorthin lang sein wird. Trotzdem zeigt er sich entschlossen, dieses Ziel zu erreichen: „Um einen Durchbruch zu erzielen, müssen wir uns hohe Ziele setzen.“
Hologramme ermöglichen es, reale Objekte oder computergenerierte Bilder dreidimensional zu betrachten, ohne eine spezielle Brille tragen zu müssen. Obwohl technologische Fortschritte in den letzten 20 Jahren zu immer ausgefeilteren und lebendigeren Hologrammen geführt haben, sind animierte Hologramme in zufriedenstellender Qualität weiterhin auf die Filmwelt beschränkt und müssen erst noch für den realen Einsatz entwickelt werden.
Die Auswirkungen der Begegnung mit Hologrammen in meiner Jugend
Kitamuras erste Begegnung mit Hologrammen datiert aus seiner Mittelschulzeit, als ihn das regenbogenfarbene, dreidimensionale Bild eines Adlers faszinierte, das auf dem Titelbild der März-Ausgabe 1984 von National Geographic abgebildet war.
Zwölf Jahre später, nach seinem Abschluss an der Keio-Universität, trat Kitamura der Firma DNP bei. Er hatte sich für das Unternehmen entschieden, weil er im Bereich der digitalen Bildverarbeitung arbeiten wollte. Kurz nach seinem Eintritt wurde Kitamura mit der Entwicklung von Software für computergenerierte Hologramme beauftragt, die Hologramme aus CG-Bildern erzeugt. Dies war eine Wiederbegegnung mit den Hologrammen, die ihn schon als Mittelschüler fasziniert hatten. Damals war es DNP gelungen, ein Beispielhologramm zu erstellen, das „wie eine Reihe dreidimensionaler Bilder klang“, aber, so Kitamura, „war noch weit davon entfernt, als Produkt verkäuflich zu sein.“
An early version of color-rich,
Computergeneriertes 3D-Prägehologramm: 4 Sekunden
Das größte Entwicklungshindernis war der Umfang der benötigten dreidimensionalen Daten, der selbst für ein kleines Hologramm 5 bis 10 Gigabyte erreichen konnte. Selbst ein nur 3 Quadratzentimeter großes Objekt erforderte Milliarden von Pixeln. Damals betrug die Speicherkapazität einer PC-Festplatte lediglich etwa 200 Megabyte, was Forschung und Entwicklung extrem erschwerte.
Doch schon bald fand er in der Technologie von DNP auch in anderen Bereichen Anwendung. DNP hatte damals bereits die Technologie zur Herstellung von Fotomasken entwickelt, die für die Halbleiterfertigung unerlässlich sind, und verarbeitete während des Herstellungsprozesses riesige Datenmengen. Sobald Kitamura davon erfuhr, setzte er die Technologie ein. „Es ist erstaunlich, was ein Unternehmen leisten kann“, sagte er spontan, und seine Worte klangen keineswegs übertrieben.
Nach sieben Jahren Forschung wurde VirtuaGram® fertiggestellt.
Die Softwareentwicklung dauerte sieben Jahre. Vier Jahre nach Beginn hatte er das Gefühl, dass die Entwicklung „funktionieren“ würde. Die nächsten drei Jahre verbrachte er mit der Entwicklung eines Systems, das die stabile Produktion von Hologrammen im Werk ermöglichen sollte. „Es ist ein Programm, daher ist die Fehlersuche wirklich mühsam“, sagt er, aber er ist von Natur aus ein geduldiger Mensch. Mit dem Verständnis und der Unterstützung seines Unternehmens setzte er seine Forschung fort und brachte 2003 „VirtuaGram®“ auf den Markt, ein vollfarbiges, geprägtes Hologramm, das aus 3D-CG-Daten erstellt wurde. „Ich war überglücklich, als ich einen Artikel über VirtuaGram® in der Zeitung las“, sagt Kitamura.
Im Jahr 2011 wurde die VirtuaGram®-Technologie verbessert, wodurch es möglich wurde, qualitativ hochwertige, vollfarbige geprägte Hologramme aus CG-Daten kostengünstig in Serie herzustellen.
Marktvorteil
Die Hologramme von DNP werden in Kreditkarten, Geschenkgutscheinen, Verpackungen und anderen Produkten eingesetzt, die hohe Sicherheitsstandards erfordern, um Fälschungen vorzubeugen. Obwohl es viele Wettbewerber in der Herstellung von geprägten Hologrammen gibt, genießt DNP hohes Ansehen für seine technologischen Kompetenzen. DNP blickt auf eine lange Entwicklungsgeschichte zurück und begann bereits 1972 mit der Forschung, ein Jahr nachdem der ungarisch-britische Physiker Dennis Gabor den Nobelpreis für seine Arbeit zur Hologrammtechnologie erhalten hatte.
Vor VirtuaGram® war der Prozess zur Erstellung eines Hologramms wie folgt:
- Zuerst wird ein Laserstrahl in zwei Strahlen aufgeteilt.
- Ein Strahl wird auf das Objekt gerichtet, und das reflektierte Licht wird auf eine holographische Trockenplatte geleitet (aufgezeichnet).
- Der andere Strahl wird nicht auf das Objekt, sondern direkt auf die holographische Platte projiziert.
- Die beiden Laserstrahlen durchlaufen unterschiedliche Wege und erzeugen Interferenzstreifen, die die Bausteine der grundlegenden 3D-Bilddaten des Objekts bilden.
Als Antwort darauf hat DNP die Technologie VirtuaGram® entwickelt, mit der sich die notwendigen Daten auf die Oberfläche von Materialien zeichnen lassen, ohne Laserlicht zu verwenden.
Kontinuierliche Forschung und Entwicklung
Für Kitamura ist die Entwicklung holografischer Videos sein oberstes Ziel, doch er muss sich auch den anstehenden Herausforderungen stellen. Die größte davon ist, den Abstand zu Lippmann-Hologrammen zu verringern, die im Vergleich zu geprägten Hologrammen eine überlegene Farbwiedergabe und einen stärkeren 3D-Effekt aufweisen.
„Während die Lippmann-Schrift einen 3D-Effekt sowohl horizontal als auch vertikal erzeugt, hat die Reliefschrift nur einen horizontalen Effekt. Zudem wirken die Farben nicht lebendig und natürlich, sondern verschwimmen zu Regenbogenfarben.“ Kitamura ist überzeugt, dass sich die VirtuaGram®-Technologie durch die Bewältigung dieser Herausforderungen weiterentwickeln wird.
- Veröffentlicht: 30. November 2016
- VirtuaGram® ist eine eingetragene Marke der Dai Nippon Printing Co., Ltd.
- Bitte beachten Sie, dass die Angaben, wie z. B. Abteilungsnamen und Produktspezifikationen, zum Zeitpunkt des Vorstellungsgesprächs korrekt sind und sich ohne vorherige Ankündigung ändern können.
30. November 2016, Redaktion Discover DNP
