ฮอโลแกรมนี้ถูกค้นพบโดยเดนนิส กาบอร์ (Dennis Gabor, 1900-1979) วิศวกรไฟฟ้าชาวฮังการี ในวันอีสเตอร์ ปี ค.ศ. 1947 โดยกาบอได้ค้นพบหลักการของฮอโลกราฟีโดยบังเอิญ ในระหว่างที่พัฒนาปรับปรุงคุณภาพของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่บริษัท British Thomson-Houston ที่เมือง Rugby ประเทศอังกฤษ. จากการค้นพบนี้ กาบอได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี ค.ศ. 1971 เทคนิคที่คิดค้นเดิมยังใช้อยู่ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ที่เป็นที่รู้จักกันในชื่อภาพสามมิติอิเล็กตรอน แต่ภาพสามมิติเป็นเทคนิคแสงซึ่งไม่ได้มีการพัฒนาอย่างจริงจัง จนกระทั่งมีการพัฒนาของเลเซอร์ในปี 1960

โฮโลแกรมแสงที่ใช้ได้จริงชิ้นแรกนั้นบันทึกอยู่ในรูปของวัตถุ 3D ซึ่งถูกสร้างขึ้นในปี 1962 โดย Yuri Denisyuk ในสหภาพโซเวียต และโดย Emmett Leith และ Juris Upatnieks ที่ University of Michigan ประเทศ USA ความก้าวหน้าในเทคนิคการประมวลผลโฟโตเคมีคัลเป็นการผลิต เพื่อแสดงภาพโฮโลแกรมที่มีคุณภาพสูง ซึ่งทำได้สำเร็จโดย Nicholas J. Phillips

ฮอโลแกรมแบ่งได้เป็นประเภทใหญ่ ๆ ได้ 2 ประเภท คือ white-light hologram ซึ่งภาพฮอโลแกรมที่บันทึกนั้น สามารถมองเห็นได้ด้วยการส่องสว่าง ด้วยแสงสว่างจากธรรมชาติ และอีกประเภทหนึ่งคือ ภาพฮอโลแกรม ที่ต้องถูกส่องสว่างด้วยแสงเลเซอร์ หรือแสงที่มีสภาพหน้าคลื่นสอดคล้องกันในระดับหนึ่ง ถึงจะมองเห็นภาพ 3 มิติได้

นอกจากนี้ ยังอาจแบ่งฮอโลแกรมออกได้เป็น transmission hologram, reflection hologram, image-plane hologram, และอื่น ๆ อีกหลายประเภท

ที่โฮโลแกรมหลายชนิดนั้นสามารถทำได้ การส่งผ่านของโฮโลแกรมเช่นการผลิตโดย Leith และ Upatnieks ซึ่งถูกทำให้มองเห็นได้โดยส่องแสงเลเซอร์ผ่านวัตถุ และมองภาพที่ถูกสร้างขึ้นใหม่จากโฮโลแกรมด้านตรงข้ามของแหล่งที่มา การปรับแต่งภายหลังการ หรือ”การส่งผ่านแถบสี” โฮโลแกรม ช่วยให้แสงสว่างโดยแสงสีขาวมากกว่าโดยเลเซอร์ แถบสีโฮโลแกรมเห็นได้ทั่วไปในปัจจุบันบนบัตรเครดิต ซึ่งเป็นคุณลักษณะด้านความปลอดภัยและในการบรรจุสินค้า รุ่นนี้ของการส่งผ่านแถบสีโฮโลแกรมเกิดขึ้นโดยทั่วไป เป็นรูปแบบผิวในฟิล์มพลาสติกและวัตถุรวมเคลือบอะลูมิเนียมสะท้อนแสงที่ให้แสงสว่างจาก "ด้านหลัง" เพื่อสร้างภาพของวัตถุ

ชนิดอื่น ๆ ของโฮโลแกรม เช่น การสะท้อนหรือ Denisyuk โฮโลแกรม คือสามารถทำสำเนาภาพหลากสี ใช้แหล่งไฟแสงสว่างสีขาวด้านเดียวกันของโฮโลแกรมเหมือนเป็นผู้มองเห็น

หนึ่งในความก้าวหน้าล่าสุดซึ่งมีศักยภาพมากที่สุดในประวัติศาสตร์ระยะสั้น ๆ ของโฮโลกราฟีได้รับการผลิตของเลเซอร์แบบ solid-state ที่มีต้นทุนต่ำ เช่นที่พบในการบันทึก DVD เป็นล้าน และใช้ในการใช้งานทั่วไปอื่น ๆ ซึ่งบางครั้งยังมีประโยชน์สำหรับภาพสามมิติ นั่นคือ ถูกและกะทัดรัด

เทคโนโลยีโฮโลแกรม3มิติ

คณะนักวิจัยในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูง ทำให้โฮโลแกรม 3 มิติเคลื่อนไหวคล้ายกับมีชีวิตจริง งานวิจัยด้านโฮโลแกรม 3 มิติมีพัฒนาการก้าวหน้าขึ้นอีกขั้น นับเป็นเวลานานกว่า 30 ปี เครื่องฉายภาพ 3 มิติแบบเรียลไทม์ที่ติดตั้งในตัวหุ่นอาร์ทูดีทูสามารถฉายภาพ 3 มิติของเจ้าหญิงเลอาที่มีการปรับเปลี่ยนภาพเคลื่อนไหวตามเวลาจริงแบบเรียลไทม์ แนวคิดแปลกใหม่น่าสนใจของภาพยนตร์กำลังจะกลายเป็นเทคโนโลยีการสื่อสารทางไกลล้ำสมัยในอนาคต

ภาพโฮโลแกรมแบบ 3 มิติที่สร้างขึ้นด้วยการฉายแสงเลเซอร์ส่องบนวัตถุเพื่อให้ภาพตกกระทบบนหน้าจอมอนิเตอร์ที่ไวต่อแสง ด้วยเทคโนโลยีขั้นสูงทำให้โฮโลแกรม 3 มิติเคลื่อนไหวคล้ายกับมีชีวิตจริง แม้ว่าการสื่อสารทางไกลแบบโฮโลแกรม 3 มิติที่นำมาใช้งานแพร่หลายมากขึ้นในปัจจุบันยังไม่สามารถส่งภาพ 3 มิติแบบเรียลไทม์ไปปรากฏทั่วโลก แต่งานวิจัยในเรื่องนี้ล่าสุดมีความก้าวหน้าขึ้นอีกขั้นเมื่อ ศาสตราจารย์นาสเซอร์ เพย์แฮมมาเรียน (Nasser Peyghambarian) จากมหาวิทยาลัยแอริโซนาในสหรัฐอเมริกา และเพื่อนร่วมงาน ร่วมมือกันพัฒนาเทคโนโลยีโฮโลแกรม สามารถฉายภาพ 3 มิติที่มองเห็นได้เกือบ 360 องศา จากสถานที่อื่นทั่วโลก และมีการปรับเปลี่ยนภาพใหม่ทุก 2 วินาที

เทคโนโลยี 3 มิติแบบเรียลไทม์ที่รู้จักกันในชื่อ TelePresence เป็นนวัตกรรมการสื่อสารทันสมัยล่าสุดสำหรับการประชุมทางไกลออนไลน์ สามารถสร้างภาพมายาแบบเต็มตัว ทำให้ภาพ 3 มิติหลุดออกมาจากฉากหลัง ดูเหมือนจริงที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีแบบอื่น และ เทคโนโลยี 3 มิติ สร้างมาเพื่อประโยชน์ของคนจำนวนมาก สามารถนำไปใช่ได้หลากหลายไม่ว่าจะเป็น ด้าน อุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์และเครื่องบิน และยังก่อเกิดประโยชน์สูงสุดในด้าน ทางการแพทย์สามารถใช้เทคโนโลยี 3 มิติช่วยในการออกแบบการผ่าตัด ตลอดจนสามารถระดมทีมแพทย์จากทั่วโลกเข้าร่วมมือในการผ่าตัดที่ซับซ้อนในเวลาเดียวกัน ทำให้การรักษามีความแม่นยำและประสบความสำเร็จสูงสุด

เทคโนโลยี 3 มิติแบบ TelePresence แตกต่างจากเทคโนโลยี 3 มินิทั่วไปหลายด้าน

โดยปรกติแล้วการสร้างภาพ 3 มิติจะใช้หลักการเดียวกันคือ การฉายภาพให้ตาแต่ละข้างเห็นภาพต่างมุมมองกัน ตาทั้งสองรับภาพไม่เท่ากันจะสามารถรู้ระยะ ตื้น ลึกได้ ซึ่งเป็นเหตุผลที่ผู้ชมจะต้องสวมแว่นตาพิเศษ แต่เทคโนโลยีโฮโลแกรม 3 มิติไม่ใช้แว่นตาพิเศษ จำนวนของภาพก็ขึ้นอยู่กับมุมมองของกล้องที่ใช้ถ่ายภาพ เมื่อนำโฮโลแกรม 3 มิติแบบเต็มตัวมาใช้กับการประชุมทางไกล คนที่นั่งด้านหน้าของโต๊ะเท่านั้นที่จะมองเห็นใบหน้าของอีกฝ่าย ส่วนคนที่นั่งด้านข้างจะมองเห็นภาพคนหันข้างให้ และคนที่นั่งด้านหลังโต๊ะจะเห็นภาพคนหันหลังให้

วิธีการทำงานของโฮโลกราฟีและฮอโลแกรม

โฮโลกราฟีเป็นเทคนิคที่ช่วยให้สนามของแสงซึ่งโดยทั่วไปผลิตผลของแหล่งกำเนิดแสงที่กระเจิงออกจากวัตถุที่จะได้รับการบันทึกและสร้างขึ้นใหม่ในภายหลังเมื่อสนามของแสงที่เป็นต้นฉบับดั้งเดิมเป็นปัจจุบันนั้นไม่มีอีกต่อไปเนื่องจากขาดหายไปของวัตถุที่เป็นต้นฉบับดั้งเดิม

หลักการของ Hologram ฮอโลแกรม เป็นภาพที่มีลักษณะ 3 มิติ ซึ่งแตกต่างจากภาพ 2 มิติ เช่น ภาพถ่าย ภาพวาด จอคอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ เป็นต้น ภาพเหล่านี้จะเป็นภาพ 2 มิติ เมื่อแสงจากแหล่งกำเนิดแสง ไปกระทบผิวของภาพถ่าย, ภาพวาด ก็จะสะท้อนกลับมายังที่ตา ทำให้มองเห็นภาพเป็น 2 มิติ

แต่ภาพฮอโลแกรมจะใช้หลักการสร้างภาพให้มีการแทรกสอดของแสงที่มากระทบรูปภาพ โดยการฉายแสงเลเซอร์จากแหล่งเดียวกัน แยกเป็น 2 ลำแสง ลำแสงหนึ่งเป็นลำแสงอ้างอิงเล็งตรงไปที่แผ่นฟิล์ม อีกลำแสงหนึ่งเล็งไปที่วัตถุและสะท้อนไปยังฟิล์ม แสงจากทั้งสองแหล่งจะถูกบันทึกไว้บนฟิล์มในรูปแบบของการแทรกสอด (Interference Pattern) ซึ่งมองไม่คล้ายกับรูปของวัตถุต้นแบบ ก่อให้เกิดภาพเสมือน (Virtual image) ขึ้นมาตามมุมของแสงที่มาตกกระทบ ทำให้ตาของเรารับแสงอีกด้านหนึ่งของแผ่น Hologram เกิดเห็นภาพ 3 มิติขึ้น

การสร้างฮอโลแกรมแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน ดังนี้

(1) การบันทึกภาพ (recording of image) เป็นการบันทึกแถบการสอดแทรกเชิงซ้อน (Complex interference patterns) ซึ่งเกิดจากที่แต่ละแสงเลเซอร์ 2 ลำแสงซ้อนทับกันอยู่ (Superposition) แถบการสอดแทรกเชิงซ้อนนี้จะถูกบันทึกไว้บนฟิล์มถ่ายรูป (Photographic film)

(2) การสร้างภาพ (reconstruction of image) เป็นการสร้างภาพ 3 มิติ ขึ้นจากแผ่น

เลเซอร์

โฮโลแกรมจะถูกบันทึกได้โดยใช้ไฟแฟลชของแสงที่ส่องสว่างบนฉากรับภาพ, แล้วประทับลงบนสื่อบันทึกข้อมูลพบมากในวิธีการถ่ายภาพที่ถูกบันทึกไว้