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Kratz-Hologramme

Kratz-Hologramme (engl. Scratch Holograms, Abrasion Holograms) sind dreidimensionale Abbildungen durch Kratzer in einem Metallblech oder in einer Kunststoffscheibe. Entgegen den klassischen Laser-Hologrammen (auf Interferenz-Basis) beruhen die Kratz-Hologramme auf Spiegelungen von (normalem) Licht in Kreisförmigen Kratzern durch eine gehärtete Stahlnadel oder einen kegelförmigen Diamanten (Gravierstichel).

Das Verfahren ist bereits seit 20 Jahren bekannt aber wurde bisher nur durch aufwendige Handarbeit mit einem Zirkel und Schablonen umgesetzt. Durch den Einsatz einer CNC-Fräse ist es nun möglich virtuelle Objekte automatisiert und mit hoher Komplexität in ein Blech zu kratzen. Hierzu muß nur die Fräs-Spindel durch einen gefederten Gravierstichel ersetzt werden.

Durch ein selbst entwickeltes Programm werden 3D-Objekte als STL-Dateien geladen und in G-Code zur Steuerung der CNC-Fräse umgesetzt. Dabei werden die Parameter des Gravierstichels sowie Korrekturverfahren für Betrachtungswinkel und Perspektive berücksichtigt. Eine Darstellung als ‚Solid‘ (Unterdrückung von nicht sichtbaren Punkten) ist ebenso möglich.

Verfahren

Table-Top

Das Blech liegt flach auf dem Tisch, die punktförmige Lichtquelle steht senkrecht über dem Blech und der Betrachter blickt in einem Winkel von 30 oder 45 Grad auf das Objekt. Der Betrachter kann sich bis zu +/-90 Grad bei Solids und 360 Grad bei spiegelsymmetrischen Objekten um das Blech bewegen. Dies ist mathematisch das einfachste Verfahren. Jeder Punkt des 3D-Objektes wird durch einen Kreis oder Teilkreis dargestellt. Die besten Ergebnisse erhält man durch ein kegelförmiges Gravierwerkzeug (Gravier-Diamant).

Wall-Mount-Spot

Das Blech ist auf Augenhöhe an der Wand Montiert. Die punktförmige Lichtquelle steht einem Winkel von 30 oder 45 Grad über dem Blech. Der Betrachter kann sich bis zu +/-45 Grad um das Blech bewegen. Dieses Verfahren ist mathematisch aufwendiger, da jeder Punkt in eine Schar von Parabeln oder Einzelstrichen abgebildet werden muss. Durch die punktförmige Lichtquelle ist auch ein kugelförmiges Gravierwerkzeug erforderlich.

Wall-Mount-Flourescent

Das Blech ist auf Augenhöhe an der Wand Montiert. Als Lichtquelle wird eine an der Decke montierte Leuchtstoffröhre verwendet, die in Richtung Blech zeigt. Der Betrachter kann sich bis zu +/-45 Grad um das Blech bewegen. Dieses Verfahren ist mathematisch aufwendiger, da jeder Punkt in eine Schar von Parabeln oder Einzelstrichen abgebildet werden muss. Durch die längliche Lichtquelle kann auch ein kegelförmiges Gravierwerkzeug (Gravier-Diamant) verwendet werden.

720-Degree

Wie ‘Table-Top’ jedoch mit rotierendem Blech. Dabei dreht sich das virtuelle Objekt doppelt so schnell wie die Scheibe um die eigene Achse. Die Mathematik zu diesem Verfahren wurde (von uns) noch nicht näher untersucht bzw. scheint in sich nicht ganz schlüssig.

Literatur