В прошлый раз мы провели экскурсию по лаборатории оптоэлектронных устройств. Музей оптики Университета ИТМО — его экспонаты и инсталляции — тема сегодняшнего рассказа.
Внимание: под катом много фотографий.
Музей оптики — это первый интерактивный музей на базе Университета ИТМО. Он расположился в здании на Васильевском острове, где ранее находился Государственный оптический институт. История музея берет свое начало в 2007 году, когда шла реставрация зданий на Биржевой линии. Перед сотрудниками вуза встал вопрос: что расположить в помещениях на первых этажах.
В то время развивалось направление edutainment и Сергей Стафеев, профессор физико-технического факультета, предложил ректору Владимиру Васильеву создать выставку, которая бы показала детям, что оптика — это интересно. Изначально музей помогал Университету решать вопрос профориентации и привлекал школьников на профильные факультеты. Первое время проводились только групповые экскурсии по записи, в основном для 8–11 классов.
Позже команда музея решилась организовать большую научно-популярную выставку Magic of Light для всех желающих. Впервые её открыли в 2015 году на площади более тысячи кв. метров.
Первая часть экспозиции знакомит посетителей с историей оптики и рассказывает о развитии современных голографических технологий. Голография — это технология, позволяющая воспроизводить трехмерные изображения различных объектов. На экспозиции можно посмотреть короткий познавательный фильм, рассказывающий о физической сути явления.
Первое, что видят посетители — два стола, на которых расположились макеты схемы записи голограмм. В качестве примеров выбраны миниатюра памятника Петру I на коне и матрешка.
С зеленым лазером — классическая схема записи Лейта и Упатниекса, при помощи которой ученые получили первую пропускающую объемную голограмму в 1962 году.
С красным лазером — схема российского ученого Юрия Николаевича Денисюка. Для просмотра таких голограмм не требуется лазер. Они видны в обычном белом свете. Голографической части посвящена значительная часть выставки. Ведь именно в этом здании Ю. Н. Денисюк и сделал свое открытие и собрал свою первую установку для записи голограмм.
Сегодня схема Денисюка используется по всему миру. С её помощью записываются аналоговые голограммы, не отличимые от реальных объектов — «оптоклоны». В первом зале музея установлены боксы с голограммами знаменитых Пасхальных яиц Карла Фаберже и сокровищ Алмазного фонда.
На фото: голографические копии «Рубина Цезаря», «Знака ордена св. Александра Невского» и украшения «Бант-Склаваж»
Помимо аналоговых, в нашем музее есть и цифровые голограммы. Их создают с помощью программ 3D-моделирования и лазерных технологий. По фотографиям объекта или видео (которые могут делаться с помощью дронов) на компьютере прорабатывается его модель. Затем, её пересчитывают в картину интерференции и переносят на полимерную пленку с помощью лазера.
Такие голограммы печатают с помощью специальных холопринтеров, использующих лазеры синего, красного и зеленого цветов (немного об их работе есть в этом коротком видеоролике).
Еще цифровые голограммы бывают четырехракурсными — они состоят из четырех разных картинок. Если обойти такую голограмму вокруг, то изображения начнут меняться.
Пока такой метод записи голограмм не нашел широкого применения из-за стоимости оборудования для печати. В России холопринтеров нет, поэтому в нашем Музее представлены голограммы американского и латвийского производства, например карта горы Афон.
На фото: Карта горы Афон
Второй зал музея также частично посвящен голографии. Его общий вид — на фото ниже.
На фото: Зал с голограммами
В этом зале представлен «голографический портрет» Александра Сергеевича Пушкина. Это одна из самых больших голограмм на стекле, и по своему масштабу — лидер среди аналоговых голограмм.
Там же расположился стенд с голографическим портретом Ю.Н. Денисюка с рассказом о жизни ученого и его открытии. Есть голограмма с кадрами постера к фильму «Я-легенда».
В этом зале установлены голограммы объектов из разных музеев мира, например Хотэй из Русского музея Этнографии.
Слева от бюста Пушкина располагается лампа, помещенная в прозрачный футляр. Хотя лампой этот экспонат кажется только на первый взгляд. Внутри нее находится крыльчатка с белыми и черными лопастями. Если включить прожектор и посветить на крыльчатку, она начнет вращаться.
Называется экспонат «Радиометр Крукса».
Каждая из четырех лопастей имеет темную и светлую стороны. Темная — нагревается сильнее, чем светлая (из-за особенностей поглощения света). Поэтому молекулы газа, находящегося в колбе, отскакивают от темной стороны лопасти с большей скоростью, чем от светлой. Из-за этого лопасть, повернутая к источнику света темной стороной, получает больший импульс.
На стендах можно найти большое количество разнообразных оптических приборов: микроскопов, «читальных камней», винтажных фотоаппаратов и старинных очков. Во время экскурсии можно узнать историю появления первых зеркал из обсидиана, бронзы и, наконец, стекла. В витрине представлено настоящее венецианское выпуклое зеркало, созданное по технологии XVII века. И бронзовое «магическое зеркало» (если направить его на солнце, а отраженный «зайчик» — на белую стену, то на ней появится изображение с тыльной стороны зеркала).
В том же зале расположилась коллекция фотоаппаратов. Экспозиция дает возможность проследить за их развитием от камеры-обскуры — прародителя фотоаппарата — до современности.
На фото: Коллекция фотоаппаратов
На витринах разместились фотокамеры со складным мехом и экземпляры Pontiac MFAP, выпускавшийся с 1941 по 1948 год, и AGFA BILLY от 1928 года. Среди представленных устройств можно найти «Фотокор» — первый советский крупносерийный фотоаппарат, созданный на базе наиболее удачных западных образцов. В СССР он выпускался вплоть до 1941 года.
На фото: Складной фотоаппарат «Фотокор»
Если пройти в следующий зал музея, то в нем можно увидеть монументальный светомузыкальный орган. «Инструмент» состоит из 144 специальных оптических стекол разных сортов и марок — каталога Аббе. Подобной по размерам стеклоблоков и полноте представления коллекции нет нигде в мире. Её начали собирать еще в СССР, дабы увековечить достижение ученых Государственного оптического института, разработавших технологию производства радиационно-стойкого стекла.
Сейчас под каждым бруском стекла расположена светодиодная линейка. Эти линейки управляются контроллерами и концентратором, подключенным к персональному компьютеру. Если воспроизвести на ПК мелодию, то орган начнет мерцать разными цветами в зависимости от тональности и высоты звука. В программе заложено восемь алгоритмов преобразования звука в цвет. Оценить работу системы можно в этом ролике на YouTube.
После коллекции оптического стекла следует вторая часть экспозиции — интерактивная. Большинство экспонатов здесь можно и нужно трогать. Начинается интерактивная часть с изучения истории развития кинематографа и 3D-видения.
Зоотропы, фенакистископы, фонотропы — дают представление, как ученые изучали механизмы зрения и обработки информации. Пример фоноторопа вы можете видеть на фото ниже. Принцип работы основан на инерции зрения. То, что мы не видим глазом, так как картинка смазывается, хорошо видно через камеру смартфона.
На фото: фонотроп — современный аналог зоотропа
На фото: Оптическая иллюзия
Современное 3D-кино уходит корнями в XIX век — убедится в этом помогает стереоскоп с дореволюционными карточками. Там же установлен 3D-экран, для просмотра изображения на котором не требуются специальные очки.
На фото: старинный стереоскоп 1901 года
В выставочном зале расположился стол с канцелярскими линейками и другими прозрачными предметами. Если посмотреть на них через специальные фильтры, то они расцветут всеми цветами радуги. Это явление называется фотоупругостью.
Это — эффект, когда под влиянием механических напряжений тела приобретают двойное преломление (из-за различного коэффициента преломления для света). Поэтому и возникают радужные узоры. Таким методом, кстати, проверяют нагрузки в конструкции мостов и имплантов.
На фото ниже — еще один белый светящийся экран. Если посмотреть на него через специальные фильтры, на нем проявится изображение цветного дракона.
Университет ИТМО часто реализует совместные проекты с художниками, которые выставляют свои работы в музее. К примеру, в одном из интерактивных залов установлена светодиодная инсталляция «Волна» (Wave) — результат «коллаборации» специалистов вуза и команды проекта Sonicology. Идеологом создания проекта стал медиахудожник и композитор Тарас Машталир.
Арт-объект Wave представляет собой двухметровую скульптуру, которая с помощью датчиков движения «считывает» поведение зрителей и генерирует световые и музыкальные реакции.
На фото: светодиодная инсталляция Wave
В следующем зале экспозиции собраны зеркальные иллюзии. Анаморфозы «расшифровывают» странные изображения и превращают их в понятные образы.
Далее идет темная комната, в которой есть плазменные светильники. Их можно потрогать.
На стене справа от светильников можно порисовать фонариком, на ней нанесено специальное покрытие. А стена напротив, свет не поглощает, а отражает. Если сфотографироваться на ее фоне со вспышкой — то на экране фотоаппарата получим только тень.
Предпоследний зал экспозиции — ультрафиолетовая комната. В ней темно, и она наполнена большим количеством люминесцирующих объектов. Например, там есть «светящаяся» карта России.
На фото: Карта России, нарисованная люминесцентными красками
Последний экспонат — «Волшебный лес». Это зеркальный зал с люминесцирующими нитями.
На фото: «Волшебный лес»
Каждый день сотрудники музея работают над новыми экспонатами и улучшают уже имеющиеся. Экскурсии начинаются каждые двадцать минут. Серия мастер-классов для школьников позволяет также освоить школьный курс оптики в увлекательном и понятном формате.
В будущем мы планируем увеличить количество интерактивных арт-объектов в музее, а также проводить на его базе больше лекций и воркшопов. Еще здесь появится VR-зона с разработками проекта Университета ИТМО «Видео 360».
Мы надеемся, что таких интерактивно-познавательных проектов будет больше, и Музей оптики Университета ИТМО станет выставочным центром для медиахудожников со всего мира.
Другие статьи из нашего блога на Хабре:
Внимание: под катом много фотографий.
Музей не сразу строился
Музей оптики — это первый интерактивный музей на базе Университета ИТМО. Он расположился в здании на Васильевском острове, где ранее находился Государственный оптический институт. История музея берет свое начало в 2007 году, когда шла реставрация зданий на Биржевой линии. Перед сотрудниками вуза встал вопрос: что расположить в помещениях на первых этажах.
В то время развивалось направление edutainment и Сергей Стафеев, профессор физико-технического факультета, предложил ректору Владимиру Васильеву создать выставку, которая бы показала детям, что оптика — это интересно. Изначально музей помогал Университету решать вопрос профориентации и привлекал школьников на профильные факультеты. Первое время проводились только групповые экскурсии по записи, в основном для 8–11 классов.
Позже команда музея решилась организовать большую научно-популярную выставку Magic of Light для всех желающих. Впервые её открыли в 2015 году на площади более тысячи кв. метров.
Экспозиция музея: познавательно-историческая
Первая часть экспозиции знакомит посетителей с историей оптики и рассказывает о развитии современных голографических технологий. Голография — это технология, позволяющая воспроизводить трехмерные изображения различных объектов. На экспозиции можно посмотреть короткий познавательный фильм, рассказывающий о физической сути явления.
Первое, что видят посетители — два стола, на которых расположились макеты схемы записи голограмм. В качестве примеров выбраны миниатюра памятника Петру I на коне и матрешка.
С зеленым лазером — классическая схема записи Лейта и Упатниекса, при помощи которой ученые получили первую пропускающую объемную голограмму в 1962 году.
С красным лазером — схема российского ученого Юрия Николаевича Денисюка. Для просмотра таких голограмм не требуется лазер. Они видны в обычном белом свете. Голографической части посвящена значительная часть выставки. Ведь именно в этом здании Ю. Н. Денисюк и сделал свое открытие и собрал свою первую установку для записи голограмм.
Сегодня схема Денисюка используется по всему миру. С её помощью записываются аналоговые голограммы, не отличимые от реальных объектов — «оптоклоны». В первом зале музея установлены боксы с голограммами знаменитых Пасхальных яиц Карла Фаберже и сокровищ Алмазного фонда.
На фото: голографические копии «Рубина Цезаря», «Знака ордена св. Александра Невского» и украшения «Бант-Склаваж»
Помимо аналоговых, в нашем музее есть и цифровые голограммы. Их создают с помощью программ 3D-моделирования и лазерных технологий. По фотографиям объекта или видео (которые могут делаться с помощью дронов) на компьютере прорабатывается его модель. Затем, её пересчитывают в картину интерференции и переносят на полимерную пленку с помощью лазера.
Такие голограммы печатают с помощью специальных холопринтеров, использующих лазеры синего, красного и зеленого цветов (немного об их работе есть в этом коротком видеоролике).
Среди цифровых голограмм музея, созданных командой Университета, можно отметить модели Александро-Невской лавры и Морского собора в Кронштадте.
Еще цифровые голограммы бывают четырехракурсными — они состоят из четырех разных картинок. Если обойти такую голограмму вокруг, то изображения начнут меняться.
Пока такой метод записи голограмм не нашел широкого применения из-за стоимости оборудования для печати. В России холопринтеров нет, поэтому в нашем Музее представлены голограммы американского и латвийского производства, например карта горы Афон.
На фото: Карта горы Афон
Второй зал музея также частично посвящен голографии. Его общий вид — на фото ниже.
На фото: Зал с голограммами
В этом зале представлен «голографический портрет» Александра Сергеевича Пушкина. Это одна из самых больших голограмм на стекле, и по своему масштабу — лидер среди аналоговых голограмм.
Там же расположился стенд с голографическим портретом Ю.Н. Денисюка с рассказом о жизни ученого и его открытии. Есть голограмма с кадрами постера к фильму «Я-легенда».
В этом зале установлены голограммы объектов из разных музеев мира, например Хотэй из Русского музея Этнографии.
Слева от бюста Пушкина располагается лампа, помещенная в прозрачный футляр. Хотя лампой этот экспонат кажется только на первый взгляд. Внутри нее находится крыльчатка с белыми и черными лопастями. Если включить прожектор и посветить на крыльчатку, она начнет вращаться.
Называется экспонат «Радиометр Крукса».
Каждая из четырех лопастей имеет темную и светлую стороны. Темная — нагревается сильнее, чем светлая (из-за особенностей поглощения света). Поэтому молекулы газа, находящегося в колбе, отскакивают от темной стороны лопасти с большей скоростью, чем от светлой. Из-за этого лопасть, повернутая к источнику света темной стороной, получает больший импульс.
Вторая часть зала посвящена истории оптики: развитию фотографии и изобретению очков, истории появления зеркал и светильников.
На стендах можно найти большое количество разнообразных оптических приборов: микроскопов, «читальных камней», винтажных фотоаппаратов и старинных очков. Во время экскурсии можно узнать историю появления первых зеркал из обсидиана, бронзы и, наконец, стекла. В витрине представлено настоящее венецианское выпуклое зеркало, созданное по технологии XVII века. И бронзовое «магическое зеркало» (если направить его на солнце, а отраженный «зайчик» — на белую стену, то на ней появится изображение с тыльной стороны зеркала).
В том же зале расположилась коллекция фотоаппаратов. Экспозиция дает возможность проследить за их развитием от камеры-обскуры — прародителя фотоаппарата — до современности.
На фото: Коллекция фотоаппаратов
На витринах разместились фотокамеры со складным мехом и экземпляры Pontiac MFAP, выпускавшийся с 1941 по 1948 год, и AGFA BILLY от 1928 года. Среди представленных устройств можно найти «Фотокор» — первый советский крупносерийный фотоаппарат, созданный на базе наиболее удачных западных образцов. В СССР он выпускался вплоть до 1941 года.
На фото: Складной фотоаппарат «Фотокор»
Если пройти в следующий зал музея, то в нем можно увидеть монументальный светомузыкальный орган. «Инструмент» состоит из 144 специальных оптических стекол разных сортов и марок — каталога Аббе. Подобной по размерам стеклоблоков и полноте представления коллекции нет нигде в мире. Её начали собирать еще в СССР, дабы увековечить достижение ученых Государственного оптического института, разработавших технологию производства радиационно-стойкого стекла.
Сейчас под каждым бруском стекла расположена светодиодная линейка. Эти линейки управляются контроллерами и концентратором, подключенным к персональному компьютеру. Если воспроизвести на ПК мелодию, то орган начнет мерцать разными цветами в зависимости от тональности и высоты звука. В программе заложено восемь алгоритмов преобразования звука в цвет. Оценить работу системы можно в этом ролике на YouTube.
Продолжение экспозиции: интерактивная часть
После коллекции оптического стекла следует вторая часть экспозиции — интерактивная. Большинство экспонатов здесь можно и нужно трогать. Начинается интерактивная часть с изучения истории развития кинематографа и 3D-видения.
Зоотропы, фенакистископы, фонотропы — дают представление, как ученые изучали механизмы зрения и обработки информации. Пример фоноторопа вы можете видеть на фото ниже. Принцип работы основан на инерции зрения. То, что мы не видим глазом, так как картинка смазывается, хорошо видно через камеру смартфона.
На фото: фонотроп — современный аналог зоотропа
На фото: Оптическая иллюзия
Современное 3D-кино уходит корнями в XIX век — убедится в этом помогает стереоскоп с дореволюционными карточками. Там же установлен 3D-экран, для просмотра изображения на котором не требуются специальные очки.
На фото: старинный стереоскоп 1901 года
В выставочном зале расположился стол с канцелярскими линейками и другими прозрачными предметами. Если посмотреть на них через специальные фильтры, то они расцветут всеми цветами радуги. Это явление называется фотоупругостью.
Это — эффект, когда под влиянием механических напряжений тела приобретают двойное преломление (из-за различного коэффициента преломления для света). Поэтому и возникают радужные узоры. Таким методом, кстати, проверяют нагрузки в конструкции мостов и имплантов.
На фото ниже — еще один белый светящийся экран. Если посмотреть на него через специальные фильтры, на нем проявится изображение цветного дракона.
Университет ИТМО часто реализует совместные проекты с художниками, которые выставляют свои работы в музее. К примеру, в одном из интерактивных залов установлена светодиодная инсталляция «Волна» (Wave) — результат «коллаборации» специалистов вуза и команды проекта Sonicology. Идеологом создания проекта стал медиахудожник и композитор Тарас Машталир.
Арт-объект Wave представляет собой двухметровую скульптуру, которая с помощью датчиков движения «считывает» поведение зрителей и генерирует световые и музыкальные реакции.
На фото: светодиодная инсталляция Wave
В следующем зале экспозиции собраны зеркальные иллюзии. Анаморфозы «расшифровывают» странные изображения и превращают их в понятные образы.
Далее идет темная комната, в которой есть плазменные светильники. Их можно потрогать.
На стене справа от светильников можно порисовать фонариком, на ней нанесено специальное покрытие. А стена напротив, свет не поглощает, а отражает. Если сфотографироваться на ее фоне со вспышкой — то на экране фотоаппарата получим только тень.
Предпоследний зал экспозиции — ультрафиолетовая комната. В ней темно, и она наполнена большим количеством люминесцирующих объектов. Например, там есть «светящаяся» карта России.
На фото: Карта России, нарисованная люминесцентными красками
Последний экспонат — «Волшебный лес». Это зеркальный зал с люминесцирующими нитями.
На фото: «Волшебный лес»
«Бесконечность — не предел»
Каждый день сотрудники музея работают над новыми экспонатами и улучшают уже имеющиеся. Экскурсии начинаются каждые двадцать минут. Серия мастер-классов для школьников позволяет также освоить школьный курс оптики в увлекательном и понятном формате.
В будущем мы планируем увеличить количество интерактивных арт-объектов в музее, а также проводить на его базе больше лекций и воркшопов. Еще здесь появится VR-зона с разработками проекта Университета ИТМО «Видео 360».
Мы надеемся, что таких интерактивно-познавательных проектов будет больше, и Музей оптики Университета ИТМО станет выставочным центром для медиахудожников со всего мира.
Другие статьи из нашего блога на Хабре:
- Фаблаб: DIY-коворкинг для творческих людей — показываем, что внутри
- Как работает Университет ИТМО: экскурсия по нашей лаборатории киберфизических систем
- Фотоэкскурсия: что делают в лаборатории квантовых материалов Университета ИТМО
