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Holografias: Esculturas de luz

Conhecida há um quarto de século, só agora se começa a descobrir as utilidades da holografia. Mas as luminosas imagens em três dimensões que ela permite são ainda um mistério para o grande público

Martha San Juan França

Há 25 anos, os físicos americanos Emmett Leith e Juris Upatnieks causaram a maior sensação no congresso anual da Sociedade Ótica dos Estados Unidos, realizado em Washington. Eles surpreenderam os colegas ao apresentar nada mais nada menos que um imagem em três dimensões de uma locomotiva. Havia razão de sobra para o espanto; pela primeira vez, o mundo assistia à aparente materialização de objetos no espaço. Como nos truques do mágico Mandrake, era possível ter diante de si a imagem real de algo sem que se pudesse tocá-la. Nas histórias em quadrinhos, Mandrake hipnotiza as pessoas a quem quer iludir. Mas no caso da imagem exibida pela dupla Leith c Upatnieks não cabia falar em ilusão. E tamanho foi o impacto da novidade que muita gente acreditou que a holografia – nome da técnica utilizada para obter a imagem tridimensional – substituiria a fotografia como forma de registrar a realidade.

Como se sabe, previsões tão radicais não se concretizaram. O clique da camara fotográfica não foi substituído. Até porque, após todos esses anos, o processo que envolve a holografia continua tão pouco estudado que se contam nos dedos não só os laboratórios equipados para realizá-lo como também os técnicos devidamente habilitados. O truque, se é que se pode chamá-lo assim, é possivel graças à propriedade ondulatória da luz. Enquanto o filme da fotografia convencional registra apenas a variação de amplitude, ou seja, a intensidade das ondas de luz, a holografia, com o auxilio do laser, pode gravar também os picos e vales das ondas, o que possibilita reproduzir a imagem em profundidade. As artes plásticas, a publicidade, a pesquisa científica e a indústria têm sido as áreas preferenciais de sua aplicação.

Não é à toa, portanto, que artistas tratam a holografia poeticamente como Esculturas de luz”. Na verdade, a própria palavra holografia já dá uma pista sobre suas propriedades. Holos em grego significa inteiro e ,graphos quer dizer sinal ou imagem —holografia é a imagem por inteiro l. um ohieto. Mas o termo é atual. Foi criado pelo físico húngaro Dennis Gabor, o inventor da técnica. Formado na Alemanha mas radicado na Inglaterra desde a ascensão do nazismo, em 1933, Gabor chegou à holografia em 1 948, quando pesquisava uma forma de aumentar a nitidez do microscópio eletrônico. Não pôde aplicá-la na prática, porque para captar a dimensão de profundidade necessitava de um tipo de luz coerente — cujas ondas não se difundissem em todas as direções—e que tivesse apenas uma cor. Ou seja, Gabor precisava de um laser, que só seria descoberto em 1960. Mesmo assim, durante a década de 50, foram testados alguns hologramas com lâmpadas de mercúrio. Um dos incentivadores da pesquisa nessa área foi o físico americano Albert Baez, pai da célebre cantora de folk-music Joan Baez.

A descoberta dos princípios que tornariam possível a técnica da holografia valeu a Gabor o Prêmio Nobel em 1971, no mesmo ano em que completou 71 anos. Ele morreu em 1979, quando muitas das aplicações de sua invenção já estavam se desenvolvendo. Isso não aconteceu de uma tacada só. No começo, à parte meia dúzia de cientistas imaginosos ninguém sabia o que fazer com a holografia, em boa medida por causa de um grave inconveniente: tanto na gravação como na reprodução da imagem, necessitava-se do laser. Aos poucos, porém, as dificuldades foram vencidas. Em 1965, o físico russo Yu Denisyuk conseguiu, pela primeira vez, ver os hologramas com a luz comum.

No início da década de 70, a hoIografia já se tinha afirmado o suficiente para despertar o interesse das galerias de arte. Para isso, contribuiu a descoberta da holografia em cores e em movimento. Ao receber todo o espectro de luz, em vez de apenas uma banda, o holograma pode ser visto em todas as cores do arco-íris. Só que para alcançar esse efeito sacrifica-se a perspectiva tridimensional vertical. Em conseqüência, ao ser examinado de cima para baixo, ou de baixo para cima, o holograma colorido perde a dimensão de profundidade.

A descoberta do movimento foi produto do trabalho de muitos cientistas, mas ficou conhecida graças ao físico americano Lloyd Cross. Com a seqüência de fotogramas de uma moça sobre o mesmo holograma, ele criou em 1977 um efeito estereoscópico de movimento — o mesmo princípio do cinema. A moça, considerada a Mona Lisa da holografia, costuma piscar e jogar beijos para as pessoas que a contemplam. O efeito do movimento chegou ao Brasil em 1980, quando, ao percorrer a 1º Mostra Brasileira de Holografia, em São Paulo, os visitantes puderam acompanhar a seqüência de uma luta de caratê e uma cena do seriado O Incrível Hulk.

A união da holografia com o cinema começou na Itália, mas primeiros a projetar um filme capaz de ser visto por mais de uma pessoa ao mesmo tempo foram os soviéticos. A cena de uma jovem andando com um buquê de flores na direção do espectador foi vista exatamente da mesma maneira pelas cinqüenta pessoas que participaram de uma exibição especial em Moscou. Isso foi possível graças a uma tela holográfica dotada de um conjunto de espelhos côncavos superpostos, onde o foco é dirigido para cada lugar da sala de projeção. Agora há estudos para a transmissão da imagem de um holograma pela televisão. Não é nada simples holografar uma cena. Devido à dependência do laser, só formas de tamanhos limitados podem ser filmadas. Um grande ambiente, por exemplo, está excluído. Uma tomada do grandioso filme Cleópatra, com seus 2 mil figurantes, está fora do alcance da holografia.

Artistas, curiosos, cientistas – durante anos, a holografia foi dominada por tipos excêntricos, com seus trabalhos de fundo de quintal. A técnica era utilizada em jóias, painéis de propaganda, museus, mas costumava-se dizer que os únicos que, de fato, lucravam com a holografia eram os produtores de imagens pornográficas. A situação só mudou mesmo em 1984.

A virada foi a edição da revista americana National Geographic que reproduziu a imagem tridimensional de uma águia na capa de seus 10 milhões de exemplares. Foi um sucesso editorial e tanto. No ano seguinte, a National Geographic repetiu a dose, imprimindo dessa vez na capa uma caveira chinesa pré-histórica.

Em 1987, cerca de 100 milhões de exemplares de livros e revistas circularam pelo mundo com algum tipo de holografia impressa. Nos Estados Unidos, a Hasbro, fabricante de brinquedos, lançou uma linha de oito bonecos e quatro veículos com detalhes em holografia. A Purina, outra empresa americana que produz cereais para crianças, colocou hologramas dos personagens do filme Caçafantasmas em suas embalagens. E no mundo todo o MasterCard surgiu com um novo tipo de cartão de crédito com dois logotipos holográficos nas laterais. A idéia da empresa, que no Brasil é associada ao Credicard, é impedir a falsificação dos cartões – é quase impossível imitar um holograma.

No Brasil, a holografia já começou a interessar grandes empresas. Fernando Catta-Preta, diretor do primeiro laboratório holográfico no país, realizou uma série de trabalhos em cartões de Natal, imagens de santos, material promocional, catálogos e selos. Psicólogo de formação, Catta-Preta, 32 anos, interessou-se pela holografia quando trabalhava com crianças que tinham dificuldade para aprender a ler. “De acordo com certos teóricos”, diz, “os princípios da holografia podem ser aplicados à psicologia do conhecimento, com base num modelo tridimensional do cérebro, que permitiria estudar a percepção, o reconhecimento e a memória do ser humano.”

São apenas suposições. Certo é que a holografia se tornou uma ferramenta sofisticada. Sua grande vantagem é a capacidade de reconstituir o tamanho, a forma e as três dimensões de um objeto. Isso permite, por exemplo, perceber qualquer mudança —mesmo milimétrica -numa peça industrial. Os testes podem ser feitos com a peça real em vez de protótipos, e não é preciso inutilizá-la, mesmo que as falhas não estejam ao alcance da vista, como na estrutura interna de um equipamento. Fica-se sabendo que há alguma modificação no objeto estudado pela análise das franjas, que são traços de luz e sombra na sua superfície, provocados pela diferença da luz antes e depois de ser a peça deformada. Na Itália, um grupo de hológrafos utiliza essa técnica, chamada interferometria holográfica, na restauração de quadros de pintores renascentistas. Os técnicos alteram deliberadamente a temperatura e o grau de umidade do ambiente para ressaltar os pontos mais frágeis da obra. A interferometria holográfica ainda é uma novidade no Brasil. Um dos raros especialistas é o engenheiro paulista Ricardo Forneris Júnior 27 anos, de São Paulo, que se encaminhou para essa área quase por acaso.

Há três anos, ao procurar um tema para sua tese de mestrado, Forneris foi aconselhado por um tio, professor do Instituto de Física da USP, a trabalhar com holografia. Atualmente, ele cuida do controle de qualidade em peças de automóveis e circuitos impressos com o auxilio da interferometria holográfica. “Na Europa e Estados Unidos”, compara, “isso já é feito até em tubulações de usinas nucleares.” Outro especialista, nascido na Argentina mas radicado no Brasil, José Joaquim Lunazzi, do Instituto de Física da Unicamp, usa a interferometria para controlar as alterações provocadas pela umidade e pelo vento em sementes de feijão. O artista plástico Moyses Baumstein mostrou suas últimas holografias na exposição coletiva “A Visão do Artista – Missões 300 Anos” realizada no Museu de Arte de São Paulo no inicio do ano.

Outra vantagem dos hologramas é a capacidade de armazenar informações. Ao se variar o ângulo de iluminação, eles registram informações diferentes. Assim, um holograma pode arquivar 10 mil vezes mais dados do que os discos e fitas dos computadores eletroóticos. Por enquanto, dispositivos óticos holográficos já são usados em larga escala apenas em caixas registradoras de supermercados que lêem os códigos de barra impressos nas embalagens. Já se começa a utilizar a holografia como complemento dos raios X na Medicina. No futuro, a imagem holográfica poderá substituir a radiografia convencional. Nos Estados Unidos, hologramas também começam a ser usados no aproveitamento da luz solar ou artificial em estufas, hotéis e escritórios, para economizar energia elétrica.

Enfim, a todo momento são descobertas novas possibilidades da holografia. Este ano, a indústria ótica inglesa anunciou o lançamento de lentes de contato holográficas bifocais; os alemães, de seu lado, decidiram construir 0 primeiro microscópio eletrônico de holografia de alta resolução. Aplicações tão especificas, embora de inegável utilidade, pouco fazem para aproximar a holografia do grande público. Pode repetir-se em qualquer lugar a cena que ocorreu há alguns anos na joalheria Cartier, na elegante Quinta Avenida de Nova York. Ao observar uma fantasmagórica mão feminina exibindo uma pulseira cravejada de brilhantes, uma assustada velhinha saiu pelas ruas gritando: “Obra do diabo!”, sem saber que se tratava apenas de uma fotografia tridimensional.

 

 

Pelas frestas da cortina

Como a fotografia convencional, a holografia é uma técnica para registrar determinada imagem num filme. Mas a semelhança termina ai. As fontes de luz usadas na fotografia emitem radiação em diferentes comprimentos e freqüências de onda. Ao contrário, a luz do laser — a mais apropriada para holografia —se difunde em ondas paralelas e igualmente espaçadas. Ou seja, tem o mesmo comprimento (a distância entre as duas cristas) e freqüência (número de cristas que passa por um ponto a cada segundo). Para captar a dimensão de profundidade, o filme de um holograma registra as ondas emitidas pelo laser, que é dividido em duas partes. Um feixe é refletido pelo objeto antes de atingir o filme; o outro vai direto ao filme, para servir de referência.

Quando os dois feixes de luz se cruzam, as ondas interferem umas com as outras. Onde as cristas das ondas se encontram, forma-se luz mais intensa; onde uma crista de um feixe encontra o intervalo de onda de outro, forma-se uma região escura. É por isso que o filme depois de revelado não mostra uma imagem mas um padrão de faixas ou anéis claros e escuros. Para ver a imagem no filme, usa-se o mesmo laser com que se gravou o objeto. Atrás da chapa fotográfica, se formará. então, uma imagem que poderá ser vista de vários ângulos como se ela fosse tridimensional. Daí por que se costuma comparar o holograma a uma janela. Se for parcialmente tampado ou cortado, a imagem atrás ainda será visível como pelas frestas de uma cortina.

 

 

A imagem, passo a passo

1- A imagem que serve como modelo dever ser pintada de branco e colada sobre uma base de vidro fosco.

2 – Qualquer ruído, deslocamento de ar ou mudança de temperatura pode afetar a posição do modelo e prejudicar a imagem. Por isso, a sala de holografia é a prova de som, com uma temperatura constante de 22 graus.

3 – Da mesma forma que é necessário fazer foco numa fotografia convencional, o canhão de luz laser é regulado para que a lente obtenha o melhor ângulo do modelo. Os espelhos que dividem o feixe de luz também são colocados no ponto exato de reflexão.

4- Uma parte do feixe de laser ilumina diretamente o cavalo-marinho antes de capturar a imagem num filme fotográfico. A outra parte do feixe, depois de refletida pelos espelhos, incide diretamente sobre o filme.

5 – A revelação da película é semelhante à das fotografias tradicionais. Obtém- se o holograma de transmissão, que só é visto na luz laser ou de mercúrio. Para ser visto na luz comum, é necessário repetir todo o processo com o holograma de transmissão.

6 – O feixe de laser atravessa o filme de transmissão e também o cavalo-marinho original antes de gravar a imagem no filme definitivo. O holograma final, depois de revelado, passa por um processo de metalização e impressão em poliéster.

 

 

Para saber mais:

Nas curvas do espaço-tempo

(SUPER número 5, ano 3)

 

Rock, um show de tecnologia

(SUPER número 2, ano 5)

 

A matemática do delírio

(SUPER número 10, ano 8)