COMPASS MAGAZINE #10
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DIE ZUKUNFT WIRD HOLOGRAFISCH Holografische Displays bahnen sich ihren Weg in die Geschäftswelt

Dennis Gábor, Nobelpreisträger für Physik, entwickelte1947 das Prinzip der Holografie, die jedoch erst durch die Entdeckung des Lasers 1960 an Bedeutung gewann. Explosionsartig anwachsende
Datenmengen gepaart mit Fortschritten bei immersiven VR-Technologien lassen die Holografie nun in unseren Alltag vordringen.

2012 erhielt Narendra Modi – Politiker der indischen Bharatiya Janata Partei und damals Ministerpräsident von Gujarat – einen Eintrag ins Guinness-Buch der Rekorde, als Bollywood-Regisseur ani Shankar und sein Partner Raj Kasu Modis 3D-Avatar mithilfe des holografischen Projektionssystems des britischen Unternehmens Musion gleichzeitig bei 53 Veranstaltungen zur Wahl der gesetzgebenden Versammlung von Gujarat „erscheinen“ ließen. Zwei Jahre später wurde Modi Premierminister von Indien, nachdem er sein Abbild mit derselben Technologie an bis zu 126 Orte gleichzeitig projizierte, wodurch er 100 Millionen Wähler bei ca. 3.500 Wahlveranstaltungen an 1.500 Orten in 45 Tagen erreichen konnte.

Wie die meisten bisherigen Hologramm-Projektoren sind die Systeme von Musion eine moderne Version von Pepper’s Ghost, einem Illusionstrick aus dem 19. Jahrhundert, bei dem das Abbild einer Person auf eine versteckte Spiegelfläche projiziert wird, wodurch die Illusion eines Geistes entsteht. Durch neue Entwicklungen kommt die Technologie nun aber im 21. Jahrhundert an: Mit realistischen 3D-Hologrammen können Nutzer interagieren, lernen und sogar Produkte vermarkten.

„Augmented-Reality-Systeme (AR), bei denen die Anwender digitale Informationen, die über die tatsächliche Umgebung gelegt werden, steuern und mit ihnen interagieren können, werden immer beliebter“, erklärt Martin Richardson, der 1988 als erster Mensch weltweit seinen Doktor in Display-Holografie machte und jetzt Professor für Moderne Holografie an der De Montfort University (DMU) in Leicester, Großbritannien, ist.

„Obwohl echte 3D-Hologramme durch die Interferenz von Lichtstrahlen aus einer kohärenten Lichtquelle generiert werden, hindern uns die Gesetze der Physik daran, Lichtstrahlen im Raum zu fokussieren“, erklärt Richardson. „Moderne Hologramm-Systeme arbeiten deshalb meist mit einer Kombination aus AR und Pepper’s Ghost, um das zu erzeugen, was wir als 3D-Hologramm kennen.“

MEHR ALS EIN TRICK

Sämtliche Formen der immersiven Virtualität (iV) – inkl. Augmented Reality, Mixed Reality und virtueller Realität – finden Anwendung in vielen unterschiedlichen Systemen. Im Moment arbeiten Unternehmen weltweit an der Entwicklung holografischer Displays, mit denen sich unsere Art zu arbeiten, zu lernen und zu interagieren grundlegend verändern könnte.

Microsoft hat z.B. die auf dem Kopf zu tragende HoloLens entwickelt, die das Unternehmen als weltweit ersten eigenständigen holografischen Computer beschreibt.

„Die HoloLens arbeitet mit dem Prinzip der Mixed Reality, bei der den Anwendern Hologramme über bestimmte reale Orte oder Objekte in ihrer Umgebung eingeblendet werden“, sagt Lorraine Bardeen, Geschäftsführerin von Microsoft HoloLens. „Sie können über Sprache und Gesten mit den Hologrammen interagieren, genau wie bei realen Objekten. Die HoloLens wird im Dezember 2016 auf acht Märkten erhältlich sein und hat viele interessante Anwendungsmöglichkeiten.“

Die Case Western Reserve University (CWRU) und die Cleveland Clinic werden die HoloLens z.B. für den Unterricht in Anatomie auf dem gemeinsamen Health Education Campus einsetzen, der Mitte 2019 in Cleveland, Ohio eröffnet wird.

„Mit der HoloLens sehen die Studierenden und ihr Professor dasselbe holografische Bild des Körpers, und alle sehen gleichzeitig auch einander, selbst wenn der Professor in einer anderen Stadt ist“, sagt Mark Griswold, Leiter des HoloLens-Fachbereichs an der CWRU und Direktor von Interactive Commons, einer Initiative der CWRU, die Forschungs- und Lerninnovationen mithilfe optischer Systeme voranbringen will.

„Mit dem Hologramm können die Studierenden ein Organ dreidimensional und von allen Seiten betrachten sowie die anatomischen Strukturen und Leitungsbahnen im Organinneren sehen“, erklärt Griswold. „Der Dozent kann zudem unterschiedliche Zustände zeigen, z.B. einen Tumor im Gehirn, Flüssigkeit in der Lunge oder eine verstopfte Arterie.“

Das NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, hat zusammen mit Microsoft mehrere HoloLens-basierte Anwendungen entwickelt. ProtoSpace ermöglicht Ingenieuren die Entwicklung raumfahrttechnischer Instrumente mit holografischen Visualisierungen im Maßstab 1:1. Das Projekt Sidekick erlaubt Astronauten auf der Raumstation ISS, auf ein „holografisches Handbuch“ zuzugreifen und komplexe Aufgaben zusammen mit Fachleuten auf der Erde zu lösen. Ein drittes Projekt namens OnSight ermöglicht es Wissenschaftlern auf der Erde, virtuell den Mars zu begehen und zu erkunden.

„Unsere Analysen zeigen, dass Wissenschaftler Vorgänge und das Design eines Raumfahrzeugs deutlich besser verstehen, wenn sie es mit einem Head-Mounted Display betrachten und nicht auf einem Computerbildschirm“, sagt Jeff Norris, Leiter von Mission Operations Innovation, NASA JPL. „Das Feedback war sehr gut, denn die Hologramme beflügeln den uns angeborenen Entdeckergeist und erlauben eine Erkundung des Mars ähnlich wie auf der Erde. Wir kratzen gerade erst an der Oberfläche der Möglichkeiten, die uns die Mixed Reality im Weltraum bietet.“

ÜBER GRENZEN HINAUS

Während die Anwender bei den meisten holografischen Systemen die 3D-Darstellungen nur mit speziellen Computerbrillen sehen können, arbeiten Unternehmen wie FoVI 3D aus Texas, USA, an Projektionen, die von vielen Personen gleichzeitig betrachtet werden können.

„Das holografische Lichtfeld-Display (LFD) We-R (We-Reality) von FoVI 3D erzeugt 3D-Projektionen, die von vielen Personen gleichzeitig betrachtet werden können und ist damit perfekt geeignet für eine Echtzeit-Zusammenarbeit“, erklärt Mike Masters, Chief Marketing Officer, FoVI. „Die größten Nutznießer dieser Technologie werden die öffentliche Hand sein, die Öl- und Gasindustrie, die Unterhaltungsbranche und der Gesundheitssektor. Ein Ärzteteam im Krankenhaus kann z.B. gemeinsam das Herz-Hologramm eines Patienten untersuchen und einen ausführlichen Operationsplan erarbeiten oder den Blutfluss visualisieren.“

„MIT DER HOLOLENS SEHEN DIE STUDIERENDEN UND IHR PROFESSOR DASSELBE HOLOGRAFISCHE BILD DES KÖRPERS UND ALLE SEHEN GLEICHZEITIG AUCH EINANDER, SELBST WENN DER PROFESSOR IN EINER ANDEREN STADT IST.“

MARK GRISWOLD DIREKTOR INTERACTIVE COMMONS, CASE WESTERN RESERVE UNIVERSITY

Ashley Crowder, CEO von VNTANA, dem kalifornischen Anbieter von holografischen Systemen, ist derselben Meinung.

„Hologramme sind die einzigen AR-Lösungen, die von Gruppen genutzt werden können, und sind deshalb so faszinierend, weil sie die Art und Weise, wie Menschen miteinander interagieren, drastisch verändern“, erklärt sie. „Die skalierbaren und interaktiven holografischen Lösungen von VNTANA helfen Unternehmen, ihre Produkte und Dienstleistungen öffentlich zu bewerben und Kunden z.B. in Kinos und Geschäften, auf Messen und Sportveranstaltungen anzusprechen. VNTANA sammelt parallel Kundendaten und ist mit den sozialen Medien vernetzt, sodass die Unternehmen Leads generieren und ihr Image in den sozialen Medien durch nutzergenerierte Inhalte festigen können.“

TRAGBARE SYSTEME

Auch an tragbaren holografischen Systemen wird gearbeitet. Kino-mo aus London hat zum Beispiel ein Holo-Display entwickelt, das nach dem Plug-and-play- Prinzip funktioniert. Ein vom Smartphone hochgeladenes Bild wird sofort in 3D projiziert. Die Projektionen können mit dem bloßen Auge betrachtet werden, und wurden an 20 verschiedenen Orten in Großbritannien erfolgreich getestet, u.a. in Bars, Nachtclubs, Einkaufszentren und Casinos.

„HOLOGRAMME SIND DIE EINZIGEN AR-LÖSUNGEN, DIE VON GRUPPEN GENUTZT WERDEN KÖNNEN, UND SIND DESHALB SO FASZINIEREND.”

ASHLEY CROWDER CHIEF EXECUTIVE OFFICER, VNTANA

„Umfragen zeigten, dass das Holo-Display unglaublich wirkungsvoll darin war, die Aufmerksamkeit der Kunden zu erregen, den Umsatz zu steigern und Unternehmen bzw. Orten ein innovatives Image zu geben“, so Art Stavenka, Mitbegründer von Kino-mo, und ergänzt, dass die Testläufe bereits zu zahlreichen Vorbestellungen geführt hätten.

Eine weitere Technologie ist True 3D Display, entwickelt von Aerial Burton mit Sitz in Kawasaki-Stadt, Japan. Das System erzeugt Hologramme mit einem 1KHz-Infrarot-Pulslaser, der in einen 3D-Scanner geschossen wird. Der Scanner reflektiert und fokussiert die Pulsstrahlen an vordefinierten Stellen im Raum, ohne dass sie an Glas, Rauch oder Wasser abprallen müssen. Die Moleküle ionisieren dann zu pulsierenden Plasmapunkten, die das Hologramm erzeugen. Da das Hologramm dreidimensional ist, schaut das wiedergegebene Bild je nach Blickwinkel anders aus.

„Unser tragbares System kann ein Bild oder eine Textnachricht in Sekundenschnelle für eine breite Öffentlichkeit sichtbar machen, was insbesondere bei großen Notfallsituationen von immenser Bedeutung ist“, sagte Hidei Kimura, Gründer und CEO, Burton Inc. Das Unternehmen hält das Patent an der Erfindung. „Unser System projiziert Pfeile, um Menschen in sichere Bereiche zu leiten, oder frei schwebende Warnzeichen. Wir entwickeln das System weiter, sodass Echtzeitinformationen per Smartphone über in der Luft schwebende QR-Codes erhalten werden können.“

ZUKUNFTSFELD PHOTONIK?

Obwohl Forscher das Potenzial der Holografie noch nicht gänzlich erfasst und erkundet haben, geht Richardson von DMU davon aus, dass sie in den nächsten 10 bis 20 Jahren große kommerzielle Bedeutung erlangen wird.

„Entwicklungen aus der Photonik werden die infrastrukturellen Voraussetzungen verändern: Laser und einzelne Lichtteilchen werden zu Informationsträgern, wodurch der Zugriff auf die immensen Datenmengen, die für eine echte holografische Darstellung nötig sind, noch leichter wird“, erklärt er. „Zunächst wird das Bereiche wie den Gesundheitssektor, Architektur und Technik verändern, doch auch für die Verbraucher wird die Technologie erschwinglich werden. Irgendwann werden wir Smartphones haben, die Veranstaltungen in Echtzeit als Hologramm aufzeichnen können.“

von Rebecca Gibson Zurück zum Seitenbeginn