Hologrammen; al klaar voor de main stage?

We horen het al jaren: Een Tupac-hologram op Coachella, Michael Jackson bij de Rocks Billboard Music Awards. Maar wat is een hologram eigenlijk? En wat kunnen we er nou eigenlijk mee?

Tovenarij

In mijn jeugd waren hologrammen van die monochrome zilveren-regenboog plaatjes of stickers. Ze waren overal: op speelgoed, verpakkingen, stickers en accessoires. De platte afbeeldingen hadden geloofwaardig echte diepte. Dit leek magie.

Na dieper in deze techniek te duiken blijkt dat de in 1962 uitgevonden techniek van het driedimensionaal vangen van licht misschien wel meer magie bevat dan gedacht.

Omdat deze techniek analoog en een ‘echte’ opname van het licht is, is het mogelijk je hoofd “parallax” te bewegen om andere hoeken van de afbeelding te zien. Laten we deze afbeeldingen die door analoge technieken op film geplaatst worden voor het gemak “klassieke hologrammen” noemen. Daarna werd het collectieve beeld van hologrammen vooral gevormd door films. Star Wars, Back To The Future, Total Recall en een hele rits anderen hebben ons het beeld gevormd van wat deze holografische techniek moet zijn of gaat worden. Maar helaas is het, net als deze films, vooral fictie.

Definitie

Bij de research over dit artikel leek het me handig de definitie van het woord er eens bij te pakken. Elke bron had een andere definitie, wat een enkel eenduidige eigenschap bevat: een hologram is een driedimensionaal beeld. Het gebruik van het woord en het collectieve idee van wat een hologram is, laat mij de definitie iets moderniseren naar: “een hologram is een visuele representatie van een vrijstaand object, dat door manipulatie van licht – zonder hulpmiddelen bij de kijker – buiten de originele bron lijkt te bestaan”.

Optredens

Naast de techniek die in de fictie steeds geavanceerder werd is er in onze echte wereld sinds 1962 erg weinig gebeurd. Er waren geen digitale technieken die deze revolutionaire analoge benaderde.  

En toen waren daar ineens live optredens van fictieve en overleden artiesten. Het eerste moderne holografische optreden was van de Gorillaz met Madonna bij de Grammy Awards in 2006. 

In de loop der jaren is deze techniek verfijnd en traden er nog veel meer levende en overleden artiesten op: Frank Sinatra, Elvis, Mariah Carey, Tupac en Michael Jackson. Alhoewel dit enorm indrukwekkend lijkt, is dit een heel oud en vrij simpel trucje met de naam “Peppers Ghost”, waarbij een bron uit beeld staat en een transparant scherm met een hoek van 45 graden deze bron reflecteert. Bij dit type optredens is de bron op de grond en het scherm 45 graden daar boven gericht op het publiek. Dit is precies dezelfde techniek die gebruikt wordt in het spookhuis in de Efteling.

Deze techniek is zo simpel dat je het zelf thuis kan uitproberen.

Omdat dit gebruik bijna synoniem is met wat mensen denken dat een hologram is doet mij de 3D term uit de definitie verwijderen, aangezien dit een volledig platte (2D) projectie is.  

Fan projector

Een andere vorm van 2D holografische projectie zijn Fan (als in ventilator) projectors. Je moet dit letterlijk zien als een soort ventilator die heel hard draait, zodat je deze niet ziet. Op elk ventilatorblad zit een led strip, deze led strip kan een heel klein streepje uit een grotere afbeelding tonen. Omdat deze heel hard draait kan deze door belachelijk snel reepjes uit een afbeelding af te wisselen een volledige afbeelding tonen, zonder dat je de ledstrip of het ventilatorblad ziet. Hierdoor lijkt dit een afbeelding (of video) die volledig in de lucht zweeft.

Deze techniek en projectoren zijn makkelijk aan te schaffen en goed toe te passen in retail en op beurzen. Je moet alleen oppassen dat mensen niet bij de projectoren in de buurt kunnen komen. Afbeelding aanraken is potentieel vinger verliezen.

Holographic Displays

Een interessante ontwikkeling zijn de holographic displays. Deze techniek komt het dichtste in de buurt bij een moderne versie van klassieke hologrammen. Je moet dit zien als een monitor die 3D-beelden kan laten zien zonder dat je een bril nodig hebt. Dat doet deze monitor door 50 verschillende beelden (hoeken) te laten zien op het display, die je ziet op basis van je positie voor het scherm. Denk aan een hele geavanceerde Gameboy 3DS. Het effect lijkt alsof er werkelijke 3D-objecten voor en/ of in de display staan.

Dit is een voorbeeld van de kleine 8.9” display van het bedrijf Looking Glass.

Om deze beelden te genereren maakt het display gebruikt van game-engines. Dit houdt in dat deze hologrammen ook vrij simpel interactief kunnen worden gemaakt. Naast de kleine display heeft dit bedrijf ook een 32” 8k display. Die heb ik helaas nog niet in het echt mogen zien, maar mijn verwachtingen zijn enorm.

Na de “Pepper’s Ghost”-voorbeelden en de fan-projectoren is dit de techniek die echte driedimensionale beelden kan laten zien, en niet slechts een vrijstaande 2D-afbeelding. Dat maakt deze techniek erg geschikt voor realistische virtuele displays van nog niet beschikbare producten in retail (denk aan schoenen, sieraden etc). Maar de evolutie van dit soort echte 3D-hologrammen brengt aan de andere kant weer nieuwe uitdagingen met zich mee.

Holografische content

Er worden dus indrukwekkende stappen gemaakt in het tonen van hologrammen. Dit brengt andere uitdagingen met zich mee. Real-time 3D (dus het tonen van computer gegenereerde of bewerkte 3D-objecten) gaat prima, aangezien deze objecten met de computer zijn gemaakt of bewerkt. Moeilijker is het tonen van echt opgenomen foto’s of video’s. Je zou denken dat we hier al erg ver in moeten zijn, omdat we al jaren 3D-films maken, maar niets is minder waar. Voor bioscoopfilms worden er twee verschillende perspectieven opgenomen. Een voor je linker en een voor je rechteroog. Het beeld in de bioscoop verandert ook niet als je je hoofd beweegt. Wil je deze methode van opnemen gebruiken voor de huidige holografische mogelijkheden, dan heb je in plaats van twee beelden/ perspectieven, die je opneemt met twee camera’s, 50 beelden nodig; die je dan dus met 50 camera’s moet opnemen. 

Er zijn mensen die 50 Raspberry Pi’s (minicomputers) met camera’s gebruiken om dit soort opnames te maken, en er komen vast meer en professionelere setups om dit te doen, maar om echt vrijstaande objecten te vangen hebben we echt andere technieken nodig. 

Volumetric video

Deze technologie maakt het mogelijk opnames te maken in volledige 3D. De video wordt opgenomen door enorme aantallen (diepte)camera’s te gebruiken, die samengevoegd kunnen worden tot een volledig 3D object. Dit object is van alle kanten te bekijken en dus te gebruiken in games, AR, VR-ervaringen en Hologrammen.

Het nadeel van deze techniek is dat er nog geen manier is dit kwalitatief acceptabel simpel of low-budget te doen. 

Ook superster Madonna heeft deze techniek gebruikt bij een van haar laatste optredens:

Madame ❌ is a secret agent…… A cha cha instructor……. A bride……. A musician. This is my augmented reality at the #BBMAs @maluma #medellín ???? pic.twitter.com/DL0UTxLwJa

— Madonna (@Madonna) May 2, 2019

Voor de duidelijkheid, de verschillende Madonna’s bij dit optreden zijn geen hologrammen, maar slechts augmented reality. Het verschil is dat bij Hologrammen deze figuren voor het live publiek te zien moesten zijn, en dat waren ze niet. Ze werden toegevoegd aan het videobeeld, op een manier waarop jij ook via je mobiele telefoon augmented reality kan zien. Deze Madonna-groep was te zien op schermen in de venue en bij de uitzending.

Het voordeel van het gebruik van volumetric video in deze toepassing, in tegenstelling tot een green screen opname, is dat de camera vrij bewogen kan worden omdat het object (de Madonna’s) van alle kanten bestaan.

Toekomst

Huidige hologrammen kunnen prima gebruikt worden voor indrukwekkende productpresentaties, maar de hologrammen uit films die 3D zijn en op elke gewenste plek geprojecteerd kunnen worden is nog ver weg. Er zijn wel een aantal bedrijven bezig met technologie waarbij ze met lasers of geluidsdeeltjes kunnen bewegen en oplichten. Dit lijkt het begin van echte Star Wars-hologrammen.

Maar tot deze techniek schaalbaar is zullen we het moeten doen met al deze nep-hologrammen. Of toch terug naar de klassieke hologrammen want die waren stiekem toch erg tof.