Физика как искусство

Сергей Константинович, расскажите, пожалуйста, об истории создания музея.

Музей оптики работает уже 10 лет. Его история началась в 1996 году, когда наш университет получил здания по Биржевой линии и занялся их реставрацией. И когда решался вопрос о том, что университет может разместить в залах на первом этаже (раньше эти помещения занимал первый петербургский Елисеевский магазин), мы пришли к Владимиру Михайловичу Васильевичу, нашему ректору, с такой немножко сумасшедшей идеей – разместить там Музей оптики. Потому что мы уже давно, с 90-х годов прошлого века, занимаемся проектами, которые занимаются английским словом эдьютеймент – образование плюс развлечение. Это на самом деле еще у Перельмана была такая идея с его занимательной наукой. Эксплораториум, если брать для примера западные кальки, и так дак далее. Вы знаете, наверное, что есть в Петербурге «Лабиринтум», есть научное шоу «Открывашка», которое наши студенты сделали, есть антимузей «Физленд», был «Умникум», который, к сожалению, сейчас не работает. Таких проектов по стране уже достаточно много, а на западе это просто обязательная часть образовательного процесса. Без такого центра науки для детей нет ни одного города-миллионника.

А если вернуться к истории создания Музея оптики?

Создание музея университету стоило довольно больших денег, но мы его оснастили и он функционировал все это время в режиме школьных экскурсий по записи. Мы с улицы людей не пускали туда. И это был не коммерческий проект, это было структурное подразделение университета, которое занималось только одним – таким древним словом профориентацией. Мы старались, показывая оптику во всей красе, дать понимание детям, что это не только сложно и страшно, но и интересно. И даже стоит того, чтобы посвятить жизнь. Эффект мы почувствовали довольно быстро, в том числе по приему на первый курс на оптические специальности. Потому что, конечно, наш вуз знаменит своими компьютерными факультетами, и там с набором никаких проблем нет, а там где нужно ЕГЭ по физике, это все сложнее проходит.

Расскажите, пожалуйста, как музей был признан лучшим в мире?

Это было лет пять назад. Европейское оптическое общество EOS опубликовало такую информацию в своем журнале. Этот музей не самый большой, конечно, но по насыщенности и охвату всех оптических явлений он уникален. Где-то три года назад его посетили наши коллеги из Греческого института голографии.

Когда они увидели наши возможности, наши экспонаты, то возникла мысль скомбинировать нашу интерактивную часть с их голографической коллекцией. И пилотный проект этой выставки был реализован два года назад на Крите в Ираклионе в Музее естественной истории. Проект пользовался большой популярностью.

И когда мы увидели, что это востребованная вещь, возникла идея сделать это у нас в Питере, то есть греческую коллекцию голограмм привезти сюда, дополнив нашей, потому что с 90-х годов под руководством Юрия Николаевича Денисюка голографировались музейные объекты Эрмитажа, Артиллерийского и Русского музеев. Причем это была классическая технология, оптические установки были огромные, 3 на 5 метров, поэтому экспонаты приходилось привозить сюда. И это означало строгости всякие, охрана, секьюрити и так далее.

Музеям это было, конечно, не очень интересно. Но уже к 2010 году ситуация изменилась, появились компактные голографические камеры. И вот именно с помощью такой камеры в преддверии нашего выставочного проекта, подписав трехстороннее соглашение между университетом ИТМО, Институтом голографии и Музеем Фаберже, мы 4 месяца занимались голографированием императорской коллекции пасхальных яиц карла Фаберже из нашего музея на Фонтанке. И эти голограммы были признаны лучшими в мире. Они получили даже особые название - оптоклоны – ультрареалистичные полноцветные голограммы.

А кто признал ваши голограммы лучшими в мире?

Дело в том, что дата открытия выставки - 2 июля - совпадала с открытием в Петербурге международного симпозиума по изобразительной голографии. Симпозиум, кстати, был впервые проведен в России.

И 180 ведущих голографистов мира из 37 стран открывали эту выставку, перерезали ленточку. И вот эти авторитетные ученые заявили, что греки с русскими переплюнули всех. Это на сегодня действительно самые совершенные голограммы.

С какими новейшими достижениями инженерной мысли можно сейчас познакомиться в музее?

Мы показываем и современные технологии цифровой голографии. В ней уже не нужен сам объект, он может быть виртуальный, нарисованный в 3d MAX, в других программах.

Мы смогли даже синтезировать голограммы по данным дрона, который облетел Кронштадский собор. Вообще, цифровая голография открывает просто фантастические возможности.

Например, вы можете показать живой организм, архитектурное сооружение, карту местности в виде разных ракурсов с разрезами.

В чем принципиальное отличие цифровой голографии от аналоговой?

Классическая голография по Денисюку - это всегда масштаб один к одному, невозможно уменьшить или увеличить изображение. И это сравнительно небольшой формат. Яйца Фаберже как раз очень хороши по размеру и объему, они цветные да еще и бриллианты играют.

Лучший формат для аналоговой голографии – это А4. По сути, это реальный мокрый фотопроцесс. А цифровая фотография позволяет масштабировать и разрезать объект. Делается это так: рисуем объект в 3d MAX, создаем файл и передаем в программу рендеринга, где пересчитывается этот объект на миллионы полосочек, интерференционных картинок, которые собственно и есть голограмма. Ведь фактически ни на одной голограмме ни одного изображения нет.

Под микроскопом вы увидите миллионы изогнутых полосочек и все. Видимый глазом результат получается тогда, когда свет, падая на эту систему полосочек, дифрагигует, разворачивается по направлениям и цветам и восстанавливает волновой фронт от записанного объекта.

Для кого предназначен музей?

Сам Музей оптики изначально был предназначен на школьников. Мы принимали и студентов, при чем не только из ИТМО. К нам регулярно приходили студенты Университета кино и телевидения, ЛЭТИ, физфака СПбГУ.

Но эта выставка - один из хороших примеров открытого университета, где мы открываем двери не только для студентов и абитуриентов, но и для всех интересующихся.

И в книге записей можно прочитать отзывы как от глубоких пенсионеров, так и от дошкольников.

Чем может быть интересна экспозиция для уже состоявшихся инженеров?

В настоящий момент мы нашли зацепки для всех категорий посетителей. У нас существует возможность организовывать под запись группы по предварительным заказам, и мы можем профилировать это.

Инженеры могут записаться и заказать экскурсию технического профиля, тогда мы будем говорить про технику голографирования, отличия цифровой голографии от классического Денисюка, монохромной от цветной с измерением выноса глубины и проработки.

Кстати, внизу на первом этаже у нас стоят два макета установок с включенными лазерами и зеркалами, подготовлен эксплораториум.

Голография имеет только художественное применение? Для чего еще она используется?

Безусловно, оптоклоны больше всего применимы к картам объекта, что полезно для музейщиков и коллекционеров. Это очень хорошая возможность заменить ушедший на реставрацию или уехавший на другую выставку экспонат.

Эрмитаж предлагает сейчас подумать над тем, как один и тот же объект в процессе реставрации документировать этими оптоклонами, чтобы потом отследить все изменения. А вот применения цифровой голографии гораздо шире, даже если опустить рекламные вещи, шоу.

Есть, как минимум, три применения строго технических. Первое, это визуализация сложных технических систем. Дело в том, что сейчас трудно найти человека, который хорошо читал бы чертежи. Именно поэтому востребована в последнее время визуализация систем трубопроводов, разрезов танкеров и прочего.

То есть когнитивная визуализация, такой метод показа объекта, который позволяет улучшить его понимание. Следующее – это карты, топография, геофизические данные, разрезы местности, скважины, залегания полезных ископаемых.

Это могут быть голографические карты местности, в том числе двойного назначения для военных. К примеру, американская армия со времен войны в Афганистане воюет по голографическим картам. Холопринтеры у них включены в штатное оборудование.

И, безусловно, медицина – с одной стороны голографического изображения могут быть мускулы, с другой скелет, с третьей внутренние органы или кровеносная система. И вы тогда легко понимаете, какая мышца к какой косточке прикреплена, или какая артерия к какому органу подходит.

Но есть самое для меня на сегодня поразительное применение, это когда томограф не распечатывает 35 сечений, а сразу выдает всю свою информацию на холопринтер и синтезируется голограмма всего объема.

Тогда врачу не нужно сравнивать картинки, а можно отследить все детали просто чуть меняя позицию глаза, и это уже совсем другая диагностика. То есть кроме художественных, есть и другие перспективные технические применения.

Надеемся, что наша выставка поможет развить эти технологии в России.

Заботина Анастасия

Некоторые экспонаты Музея оптики