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Holografie: Die perfekte Illusion

4. Feb.

Foto: © SZ Photo/Sebastian Gabriel

Seit Jahrzehnten sollen Hologramme unser Leben bald bunter und besser machen. Bis jetzt ist nichts geschehen. Nun nimmt die Technik einen neuen Anlauf. Warum hat es so lange gedauert?

(Text: Lara Hartung)

In unsere Gegenwart haben sich vielfältige Arten dreidimensionaler Lichtgestalten eingenistet. Im Zirkus Roncalli tanzen Elefanten aus Licht durch die Manege, der türkische Regierungschef Erdogan trat auf einer Kundgebung seiner Partei als drei Meter große Version seiner selbst auf, und Rapper Tupac erschien nach seinem Tod auf einer Konzertbühne. Bloß: Streng genommen ist nichts davon wirklich ein Hologramm. Solche Showeinlagen basieren auf einem alten Taschenspielertrick namens Pepper’s Ghost – nur aus der Ferne wirken sie dreidimensional. Sie basieren nicht auf echter Holografie.

Voraussetzung für Pepper’s Ghost ist eine Glasscheibe oder eine durchsichtige Folie, die sich quer über die Bühne erstreckt. Auf sie projiziert ein Beamer das Video einer Person. Da die Scheibe selbst nicht sichtbar ist, scheint es für das Publikum, als würde eine Person auf der Bühne schweben. 

Seit Jahrzehnten träumen Wissenschaft und Science-Fiktion von Holografie, doch bislang gibt es nur solche Tricks. Bald jedoch könnte echte Holografie unser Leben bereichern. Erst die hochauflösenden Bildschirme und schnellen Computer des vergangenen Jahrzehnts erlauben den Schritt hin zu bewegten und interaktiven Illusionen. Sie sollen medizinische Operationen vereinfachen, beim Autofahren Hinweise auf die Straße legen und Menschen ermöglichen, einander von verschiedenen Enden der Welt aus zu sehen, als stünden sie sich gegenüber. 

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"Ein Hologramm ist wie ein Fenster zur Welt"

Die ersten der Bildschirme, die das ermöglichen, stehen in Dresden. Dort arbeitet die Firma Seereal Technologies seit über zehn Jahren daran, Hologramme in den Alltag zu bringen. »So ein Hologramm ist wie ein Fenster in die Welt«, sagt Hagen Stolle, Geschäftsführer von Seereal. »Es kann von der Nasenspitze bis zum Horizont Bilder erzeugen – aber nur im Rahmen des Bildschirms.«

Solche Monitore sollen ein Fenster zu einer anderen Welt öffnen. Ein Vogel könnte aus dem Bildschirm heraus zur Betrachterin fliegen – jedoch nur so weit, dass er stets den Bildschirm im Rücken behält, denn von dort kommen die Lichtstrahlen, die die Illusion erzeugen. In der Tiefe verhält sich der Bildschirm derweil genau wie ein echtes Fenster: Die Landschaft dahinter scheint über den Bildausschnitt hinauszureichen. Wer den Kopf bewegt, sieht, was zuvor vom Rahmen verdeckt war; nahe Bäume verbergen je nach Blickwinkel einen anderen Teil der fernen Berge. 

Um ihre Idee in einen realen Prototyp zu verwandeln, brauchte die Firma Seereal etwas, was Anfang der 2000er-Jahre nur schwer zu beschaffen war: Pixel, und zwar so viele wie irgend möglich! Denn ihre Bildschirme müssen das Hologramm zeigen, dass die perfekte 3D-Illusion in unseren Gehirnen erschafft. Doch je schlechter ein Hologramm-Muster aufgelöst ist, desto weniger Information steckt darin. Anders als bei normalen Fotos geht eine geringe Pixelzahl nicht nur zulasten der Auflösung des Holo-Bildes, sondern verkleinert den Winkel, aus dem sich das 3-D-Bild betrachten lässt. Um auf einem 4K-Bildschirm von der Größe eines Tablet-PCs ein Hologramm zu erkennen, müsste man ganz gerade davorstehen – auf ein halbes Grad genau. 

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Der Trick mit dem Beobachtungswinkel

Deshalb umgehen Stolle und sein Team das Problem mit einem Trick: Statt den Beobachtungswinkel durch eine bessere Pixel-Auflösung zu vergrößern, bewegen sie ihn mit. Eine Kamera oben am Display verfolgt jede Bewegung der Augen; das Hologramm-Muster passt sich in Echtzeit so an, dass der Winkel immer genau auf die Pupillen zielt. So sind weniger Pixel nötig. Doch bislang klappt die Technik nur für eine Person – Umstehende sehen nichts.

Das kann jedoch auch ein Vorteil sein – etwa im Straßenverkehr, wo Informationen oft nur für die Person am Steuer relevant sind. Für Investor Volkswagen arbeitet Seereal an einem System, das Holo-Bilder über Reflexion an der Windschutzscheibe scheinbar auf die Straße projiziert. Die Augen der Fahrerin sähen die Illusionen dann als zusätzliche virtuelle Elemente im Straßenverkehr. Im Gegensatz zu anderen Autodisplays erscheinen die Bilder auch dann scharf, wenn die Augen auf die Straße oder den Horizont fokussiert sind. 

In Zukunft könnten dann grüne Pfeile scheinbar auf der Straße liegen und den Weg zeigen; sie könnten blinken, wenn man vergisst abzubiegen. Und rennt ein Kind auf die Straße, könnten Sensoren dies wahrnehmen und eine Warnung hell aufleuchten lassen. Der Beifahrer bekäme nichts davon mit, da die Projektion nur für die Fahrerin bestimmt ist.

Wie Hologramme in unserem Gehirn die perfekte Illusion erschaffen, und wie sie zukünftig Medizin, Industrie und Unterhaltung verbessern soll, steht in unserer neuen Titelgeschichte in P.M. 02/2022.

Wer hat die Hologramme erfunden?
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