홀로그램? 반사! ( 스마트폰을이용한플로팅방식홀로그램만들기) 김민우 신나는과학을만드는사람들 ( 의정부신곡중학교, hopefulm@naver.com) 1. 홀로그램(Hologram), 홀로그래피(Holography) 란? 1) 홀로(holo) 란그리스어로 전체 를, 그램(gram) 은그리스 어로 메시지 또는 정보 란뜻으로, 홀로그램은 완전한 사진 을뜻한다. 또한그래피(graphy) 는단어의끝에붙는 접미어로 기술 을의미하므로, 홀로그래피(holography) 는 홀로그램을제작하는기술을뜻한다. 홀로그램은어떤대상물체의 3 차원입체상, 즉한물체를 여러방향에서보는상을저장하고재생할수있다. 1948년 헝가리태생의영국물리학자인데니스가보 (Denis Gabor) 가이원리를알아내었으며이공로로노벨상을 받았다. 보통의사진은빛의파장( 색깔) 에따른진폭정보( 밝고 어두운정보, 빛의세기) 만기록할수있으나홀로그램은위상정보라고하는 물체에서반사되어나오는빛의방향이나거리에대한정보도기록및재생이 가능하다. 따라서홀로그램을이용하면원근이나다양한방향에서나오는빛의 정보를기록할수있으므로입체영상의저장및재생이가능하다. 홀로그램 ( 출처 : Wikipedia) 가보가고안한홀로그램은빛의간섭을이용하여만들어진다. 특히 1960년대 간섭성이매우우수한레이저가개발되면서홀로그램역시다양하게발전되었다. 홀로그래피 ( 기록, 재생방법) ( 출처 : Wikipedia) 1) Basic 고교생을위한물리용어사전 ( 네이버 ), 우리들의빛이야기 (Alex Montwill & Ann Breslin)
. 물체는어디에있을까? ( 평면거울과물체의상) 평면거울 거울에비친상의위치거울을 45 로기울일때상의위치 거울에비친물체는항상거울속에있는것처럼보인다. 이것은우리의눈과 뇌가반사되어나오는빛을반사되어나오는것이아닌거울뒤의상에서빛이 직진해서나왔다고인식하기때문이다. 거울속물체의상이위치한곳을알기 위해서는물체에서나오는 개이상의방향의빛을그리고, 거울면에서반사의 법칙에따라반사되도록선을작도한뒤, 연장하여그리면상의위치를알수있다. 유사한방법으로바닥에있는물체와 우리눈에들어오는빛을거울뒤로 45 각도로비스듬하게거울을놓았을때 우리눈이느끼는상의위치는그림과같이눈과같은높이에있게된다. 이용하면허공에영상이있는것처럼느껴지는장치를만들수있게된다. 이것을 3. 제작해보기 [ 피라미드형장치 ] 1 3 6cm 6cm 3.5cm 1cm 1cm 4 5 완성된장치모습 1 3 투명필름과검은색마분지를사진의모양대로자른다. (1cm 1cm, 6cm 6cm 정사각형, 윗변 1cm 아랫변 6cm, 높이 3.5cm 사다리꼴) 1cm 1cm 크기의마분지각면에투명테이프를붙이고, 투명필름을사진처럼붙인다. 마분지위에양면테이프를붙이고그위에너트를붙인다. 각면에사다리꼴 4 6cm 6cm 크기의마분지각면에투명테이프를붙이고, 투명필름의긴면을 붙여사진처럼피라미드모양으로만든다.
5 스마트폰으로아래 QR코드를읽거나주소를입력하여원하는그림을다운받은 뒤만든실험장치를그림의가운데올려놓고관찰해본다. http://goo.gl/byhgd 그림을다운받으려면원하는그림을클릭후오른쪽하단의를클릭! [ 극장형장치 ] 1 투명필름과검은색마분지를아래크기로자른다. 18cm 6cm 5.6cm 10cm 4cm 4cm 검은색마분지의점선부분을 모양으로접고, 투명필름을사진처럼붙인다. 3 스마트폰으로아래 QR코드를읽어나오는유투브동영상을재생한뒤만든 실험장치를핸드폰의화면에맞춰올려놓고관찰해본다. 싸이콘서트 Freely Tomorrow Gentleman Kaito Hatsune Miku Miku & Rin MMD -Umbruella
4 동영상을다운받아보려면아래 QR코드를읽거나링크를입력하여사용 http://goo.gl/wmfmt 동영상을다운받으려면원하는영상을클릭후오른쪽하단의를클릭! 사용방법 완성된장치모습 4. 이장치의처음은? ) 최초의유사홀로그램기술활용사례는 (Henry Dirk) 가고안한페퍼의유령(Pepper's Ghost) 이다. 186년영국의발명가헨리더크 페퍼의유령시연도 ( 출처: http://users.telenet.be/thomasweynants/peppers-ghost.html) 무대밑의어두운방에서피사체에밝은조명을투사하면물체의영상이 45도 기울어진거울에반사되어다시무대위에비스듬히설치된유리판에투사된다. 관객들의눈에는어두운배경과투명한막에비친물체의상이겹쳐지면서마치 유령이실제공간에떠있는것같은모습이보이게된다. 수년뒤이기술을이용한귀신극이극장에서 페퍼의유령 이라는이름으로 공연되어유럽극장가에서큰화제를모았다. 전시장등에서사용되는영상에서주로사용되고있고, 이원리는오늘날에도대형공연 실물처럼입체감있는 영상이공중에떠있는것처럼보여플로팅(floating) 홀로그램으로불린다. ) 한국콘텐츠진흥원 011년 1 월문화기술 (CT) 심층리포트
현재공연장에이용되는플로팅방식홀로그램 (Floating Hologram) ( 출처 : 한국콘텐츠진흥원 011년 1 월문화기술(CT) 심층리포트) 하지만, 엄밀한의미의홀로그램은아니고반사를이용한착시영상이다. 3) 현재한류가수들의특별공연( 소녀시대) 4), 에버랜드등에서홀로그램전용관을 만들어이장치를이용하여싸이공연등을보여주고있다. 5) 5. 그밖에이원리를이용한장치들 1 Palm top Theater I3DG http://www.bloter.net/archives/146195 기사보기(QR 코드) HOLHO http://www.holhocollection.com 기사보기(QR 코드) 6. 수업에적용예 1 중학교과학 빛의반사 ( 평면거울에서의상) 고등학교물리 파동과빛 ( 빛의이용) 7. Reference 1 유투브동영상 : 유투브동영상 : http://youtu.be/a8jwzist3tq http://youtu.be/6tz5pni6jre 3) http://www.bloter.net/archives/16594 4) http://tvcast.naver.com/v/3184 5) http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=lpod&mid=tvh&oid=057&aid=000014353
3 네이버지식백과, http://terms.naver.com 4 Wikipedia, http://en.wikipedia.org 5 Alex Montwill, Ann Breslin 저( 권용성외역), 우리들의빛이야기, 청범, 01 6 7 한국콘텐츠진흥원 011년 1 월문화기술(CT) 심층리포트 http://www.kocca.kr/knowledge/publication/ct/1757474_4455.html 블로터미디어, http://www.bloter.net 8 http://www.it.co.kr/news/mediaitnewsview.php?nseq=433559 9 http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=1&contents_id=3944 10 홀로그래미카블로그, http://blog.naver.com/holo_world 8. 변경사항 1 013. 5. 1 신과람화요일연구발표에서최초발표 ( 류성철선생님의아이디어, 유투브동영상에서실험내용얻음) 013. 7. 30 신과람사이언스잼버리자료집 차수정 (013.8.6.~8.8) 3 013. 10. 16 연구수업지도안 3 차수정 ( 중 학년빛단원) 4 013. 11. 16 전과협큰모임발표자료 4차수정