Проекция на прозрачный экран и эффект Pepper’s Ghost обычно не являются голограммой.
Обычная фотография записывает распределение яркости на плоскости. Голограмме нужно сохранить ещё и информацию о фазе — о том, как волновые гребни света от разных частей объекта расположены относительно друг друга.
Когерентный свет делят на два пути. Объектный пучок рассеивается предметом, опорный приходит на носитель известным образом. В месте встречи образуются тонкие светлые и тёмные полосы. Фотоматериал или цифровой датчик фиксирует этот сложный рисунок, который сам по себе мало похож на объект.
Как плоская запись возвращает глубину
При восстановлении голограмму освещают подходящей волной. Записанная структура действует как дифракционная решётка и формирует волновой фронт, близкий к тому, который шёл от исходного предмета. Каждый глаз получает немного другой ракурс; при движении головы меняется параллакс. Поэтому изображение воспринимается объёмным.
Фрагмент голограммы может содержать сведения обо всём объекте, потому что свет от многих его точек распределён по записи. Но после обрезки уменьшаются апертура, яркость и доступный угол обзора — это не «каждый кусок хранит идеальную полную копию».
Деннис Габор предложил принцип до появления лазера и получил Нобелевскую премию 1971 года.
Фаза позволяет восстановить направление волны
Фотопластинка или сенсор обычно измеряет интенсивность и теряет фазу. При записи голограммы объектный свет интерферирует с опорным, превращая фазовые различия в узор полос. Освещение подходящей волной затем дифрагирует на узоре и воссоздаёт волновой фронт, поэтому наблюдатель видит параллакс, а не просто стереопару.
Матрица камеры фазу напрямую не видит, поэтому её превращают в узор интенсивности с помощью интерференции. Голография записывает интерференционную картину объектной и опорной волн. Современные методы записывают отражательные, пропускающие и компьютерно синтезированные голограммы; защитные элементы на картах используют сходные дифракционные структуры.
Видео с человеком на сцене часто называют голограммой, хотя это проекция или вариант иллюзии Pepper’s Ghost. У неё может быть убедительная глубина, но нет записи и восстановления полного волнового фронта. Физическое определение помогает отделить оптическую технологию от рекламного слова.