Wi-Fi роутер может использоваться для получения голограмм
Одной из наиболее поразительных технологий визуализация должна считаться голограмма, получаемая с помощью лазера. Но лазерный луч не очень хороший выбор — лазер не видит сквозь стены. Wi-Fi сигналы, напротив, прекрасно проходят через большинство стен. Это хорошо подтверждает демонстрация голографии с помощью маршрутизатора Wi-Fi.
Основная идея голографии заключается в том, что, когда свет рассеивается от объекта, он кодирует 3D-структуру объекта. В процессе записи изображения обычно теряется часть информации о нём. Это происходит потому, что захватывается только часть рассеянного света, поэтому записывается только яркость света, попавшего в объектив.
При таком способе записи теряются фазы светового поля: известно направление, откуда пришёл свет и то, насколько он ярок, но неизвестно, какое расстояние прошёл луч после рассеивания от объекта. Такого рода информация необходима для получения 3D-изображения. Сведения о расстоянии получают путем измерения фазы и амплитуды светового поля.
Голографический метод записи восстанавливает информацию об утраченных фазах путём смешивания двух световых полей: одно поле рассеивается от изображаемого объекта, а другое нет. Затем оба световых поля смешивают. Как и в случае нормальной фотографической визуализации, можно записать только яркость света, но теперь яркость определяется двумя компонентами: количеством света, рассеянного объектом и относительной фазой между рассеянным и не рассеянным светом.
Таким образом происходит преобразование 3D-формата в 2D-формат.
Использование лазеров обусловлено следующими причинами: свет от лазера очень яркий, что необходимо, так как видимый свет не очень эффективно рассеивается от большинства материалов. Микроволны, напротив, очень эффективно отражаются от металла. В обычной комнате с одним Wi-Fi передатчиком, сигнал, записанный на приемной антенне, уже является смесью Wi-Fi сигналов, которые приходят из разных направлений после рассеяния от всех металлических предметов в комнате (гвоздей, ручек дверей, металлические конструкций в стенах, и т.д.).
Для получения голографического изображения с помощью микроволн хитрость заключается в том, чтобы отфильтровать вклады от этих отражений. Это вполне достижимо относительно простым передатчиком Wi-Fi.
Исследователи использовали стандартную точку доступа Wi-Fi 5 ГГц в качестве источника излучения и крест из алюминиевой фольги в качестве объекта. Для фиксации Wi-Fi-излучения они использовали одну сканирующую антенну, которая перемещалась по точкам определённой площади. Затем принятый сигнал был смешан со вторым сигналом от другой антенны того же передатчика, находящейся в фиксированном положении.
Это дало исследователям 2D интерференционную картину, которую они использовали для реконструирования 3D-изображения.
Полученное изображение имело массу помех от различных предметов, и для их устранения была снята серия спектрограмм на разных частотах (каналов Wi-Fi). Полученные данные затем были обработаны специальным ПО, а затем другим специализированным ПО по обработке изображений, которое сравнивало полученный результат с сигналом от реперного источника (им мог быть сигнал как от стационарной антенны, так и и усреднённый сигнал фона).
Исследователи также использовали компьютерное моделирование, чтобы показать, что это метод применим к изображению более сложных структур. Они полагают, что Wi-Fi голография может быть использована для отслеживания RFID-меток на складах или для других нужд.
В принципе Wi-Fi роутер может быть с успехом заменён двумя мобильными телефонами, надо только точно их позиционировать относительно друг друга. Тем более, что необходимое ПО может быть задействовано прямо на них.
Но пока можно спать спокойно — технология ещё не выбралась из лаборатории — и в ближайшее время никто не будет за вами следить из-за стены.
15.05.2017 9:15
