Thuật ngữ “hologram” đang ngày càng trở nên quen thuộc với nhiều người, trong thời đại công nghệ số phát triển như vũ bão. Vậy chính xác thì hologram là gì, và nó được ứng dụng như thế nào trong in ấn?
 

1. Hologram là gì?

 

1.1. Khái niệm 

Hologram, hay còn gọi là ảnh ba chiều (3D), là kỹ thuật ghi lại và tái tạo hình ảnh ba chiều từ một bản ghi phẳng hai chiều bằng cách sử dụng ánh sáng laser. Thuật ngữ "hologram" bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp: "holos" nghĩa là toàn bộ và "gram" nghĩa là ghi lại, nhấn mạnh việc ghi toàn bộ thông tin ánh sáng từ vật thể. 

 

Công nghệ này cho phép tạo ra hình ảnh nổi lên như thể chúng tồn tại thực sự trong không gian, có thể quan sát từ nhiều góc độ khác nhau mà không cần kính đặc biệt. Khác với ảnh 2D thông thường chỉ hiển thị bề mặt, hologram 3D lưu trữ toàn bộ thông tin về cường độ và pha của ánh sáng, mang lại chiều sâu và sự sống động đáng kinh ngạc.
 

1.2. Lịch sử phát triển

Công nghệ hologram bắt nguồn từ những nghiên cứu khoa học vào giữa thế kỷ 20, khi các nhà vật lý bắt đầu khám phá cách ánh sáng có thể ghi lại không chỉ hình ảnh mà còn toàn bộ thông tin ba chiều.

Năm 1947, nhà vật lý người Anh gốc Hungary Dennis Gabor đã phát minh ra nguyên lý cơ bản của holography (kỹ thuật hologram). 

Năm 1960, Theodore Maiman tạo ra tia laser ruby đầu tiên, cung cấp nguồn sáng coherent cần thiết cho hologram. 

Năm 1962, Emmett Leith và Juris Upatnieks tại Đại học Michigan, cùng Yuri Denisyuk ở Liên Xô, đã phát triển kỹ thuật hologram thực tế. Hình ảnh hologram đầu tiên – một con chim nhỏ – đã gây chấn động thế giới khoa học.

Những năm 1970-1980 chứng kiến sự bùng nổ ứng dụng hologram. Nó được sử dụng trong an ninh (tem chống giả), nghệ thuật và giải trí. 

Năm 1976, nghệ sĩ nghệ thuật hologram đầu tiên như Harriet Casdin-Silver đã tạo ra các tác phẩm nghệ thuật 3D trưng bày tại bảo tàng. 

Đến thập niên 1990, với sự phát triển của máy tính, hologram kỹ thuật số (digital hologram) ra đời, cho phép tạo hologram bằng phần mềm.

Sang thế kỷ 21, hologram bước vào kỷ nguyên thương mại hóa. 

Đọc thêm: Tram là gì và ứng dụng của trame trong in ấn
 

2. Nguyên lý của hologram

Nói về công nghệ 3D hologram, phần quan trọng nhất là nguyên lý hoạt động – cách mà một tấm phim phẳng có thể tạo ra hình ảnh 3D sống động. 
 

Hologram dựa trên hiện tượng giao thoa ánh sáng. Quá trình tạo hologram bao gồm hai giai đoạn chính: ghi (recording) và tái tạo (reconstruction).
 

2.1. Giai đoạn ghi hologram

Nguồn sáng laser: Sử dụng tia laser vì nó có tính đồng pha (coherent), nghĩa là các sóng ánh sáng dao động đồng bộ. Tia laser được chia thành hai phần bằng gương phân chùm (beam splitter):
 

• Chùm tham chiếu (reference beam): Chiếu trực tiếp lên tấm phim hologram (thường là phim ảnh nhạy sáng bạc halua).
• Chùm vật thể (object beam): Chiếu vào vật thể cần ghi, sau đó ánh sáng tán xạ từ vật thể cũng chiếu lên phim.

 

Giao thoa: Trên phim, hai chùm sáng giao thoa, tạo ra mẫu vân giao thoa (interference pattern) – các đường sáng tối đại diện cho pha và biên độ ánh sáng. Mẫu này không phải là hình ảnh vật thể mà là "mã hóa" toàn bộ thông tin 3D: cường độ, hướng và pha sóng.
 

Tấm phim được xử lý hóa học để cố định mẫu giao thoa, giống như phim ảnh thông thường nhưng phức tạp hơn.
 

2.2. Giai đoạn tái tạo hologram

Khi chiếu tia laser tương tự (cùng bước sóng và góc) vào tấm phim đã ghi, mẫu giao thoa sẽ "phát lại" ánh sáng tán xạ ban đầu. Người xem sẽ thấy hình ảnh 3D lơ lửng, có thể di chuyển quanh để quan sát từ các góc khác nhau. Điều kỳ diệu là hologram có thể tạo parallax (hiệu ứng chuyển động khi thay đổi vị trí), giống như nhìn vật thật.
 

Ví dụ, trong hologram truyền thống (volume hologram), ánh sáng được phân tán theo ba chiều trong vật liệu, cho phép xem từ nhiều góc. Còn hologram kỹ thuật số sử dụng máy tính để tính toán mẫu giao thoa, sau đó hiển thị trên màn LCD hoặc quạt LED.
 

 

2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng

 

• Bước sóng laser: Laser xanh (405nm) cho độ phân giải cao hơn laser đỏ.
• Môi trường ghi: Cần không khí tĩnh để tránh rung động làm mờ giao thoa.
• Vật liệu: Phim bạc halua cổ điển nay được thay bằng photopolymer nhạy sáng hơn, rẻ hơn.

 

Có thể bạn quan tâm: Lithography là gì, chi tiết về quy trình in thạch bản 
 

3. Các loại hologram phổ biến

Hologram không phải là một công nghệ duy nhất; nó đa dạng hóa thành nhiều loại, mỗi loại phù hợp với ứng dụng khác nhau. Dưới đây là phân loại chính:
 

3.1. Hologram truyền (Transmission hologram)

Đây là loại cổ điển, yêu cầu chiếu laser từ phía đối diện người xem. 

Ưu điểm: Độ phân giải cao, màu sắc sống động. Nhược điểm: Cần môi trường kiểm soát ánh sáng. 

Ứng dụng: Nghiên cứu khoa học, nghệ thuật trừu tượng.

 

3.2. Hologram phản xạ (Reflection hologram)

Sử dụng ánh sáng trắng thông thường để xem, không cần laser. Hình ảnh nổi lên từ bề mặt phim. Phổ biến trong tem chống giả vì dễ sản xuất hàng loạt. Ví dụ: Tem hologram 7 màu trên sản phẩm Việt Nam.
 

3.3. Hologram kỹ thuật số (digital hologram)

Tạo bằng phần mềm, sử dụng SLM (Spatial Light Modulator) để tái tạo giao thoa. Loại này linh hoạt, dễ chỉnh sửa, không cần phim vật lý. Ứng dụng: Quảng cáo LED fan hologram.
 

3.4. Hologram tương tác (interactive hologram)

Loại mới, cho phép chạm và tương tác qua siêu âm hoặc cảm biến.
 

3.5. Các loại hologram chuyên biệt

 

• Hologram Dot-Matrix: Dùng cho tem chống giả, kết hợp nhiều hình ảnh nhỏ.
• Hologram 3D LED Fan: Quạt quay tạo ảo ảnh 3D, phổ biến ở trung tâm thương mại.

 

4. Decal hologram, tem hologram trong in ấn hiện nay

 

4.1. Decal hologram là gì?

Decal hologram, hay còn gọi decal 7 màu, là loại decal sử dụng công nghệ in ấn laser kết hợp với lớp màng nhựa đặc biệt để tạo ra hình ảnh 3D đa chiều, thay đổi theo góc nhìn. Ngày nay, decal hologram được làm từ các lớp màng polyester hoặc PV.
 

Màng hologram 7 màu (là một loại màng nhựa) được xử lý bề mặt đặc biệt bằng công nghệ laser hiện đại. Màng hologram có khả năng phản chiếu ánh sáng từ nhiều góc độ khác nhau, tạo ra hiệu ứng hình ảnh 3D nổi bật, óng ánh như cầu vồng.

 

Đặc biệt, decal hologram trong suốt (tem hologram trong suốt, decal 7 màu trong) là một loại decal đặc biệt được sản xuất từ chất liệu nhựa vinyl hoặc polyester trong suốt, kết hợp công nghệ in hologram để tạo hiệu ứng ánh sáng ba chiều (3D. Khác với decal hologram thông thường có nền màu đục, loại trong suốt cho phép nhìn xuyên qua, giữ nguyên tầm nhìn mà vẫn mang tính thẩm mỹ cao.
 

4.2. Tem hologram là gì?

Tem hologram (hay còn gọi  tem 7 màu, tem chống giả hologram) là một loại tem bảo mật đặc biệt được sản xuất bằng công nghệ in laser hiện đại trên chất liệu màng hologram. Đây là một nhãn dán phẳng nhưng tạo hiệu ứng hình ảnh 3D nổi chìm, óng ánh và thay đổi màu sắc khi nhìn từ các góc độ khác nhau dưới ánh sáng.
 

Loại tem này chủ yếu được sử dụng để chống hàng giả, bảo vệ thương hiệu sản phẩm, chứng từ, vé, giấy tờ hành chính... vì rất khó sao chép bằng phương pháp thông thường.
 

Tem hologram có 2 loại phổ biến:

 

• Tem hologram 2D: Hiệu ứng cơ bản, hình ảnh phẳng nhưng đa màu.
• Tem hologram 3D: Hiệu ứng nổi bật hơn với hình ảnh đa chiều, phức tạp.

 

 

5. Ứng dụng của công nghệ hologram trong thực tế

Ứng dụng của hologram trải rộng từ giải trí đến khoa học:
 

Trong giải trí và quảng cáo

Ở Việt Nam, Hololab sử dụng quạt hologram cho quảng cáo sản phẩm, tăng tương tác 300%. Trên thế giới, các thương hiệu như Pepsi dùng hologram tại sự kiện để tạo trải nghiệm 360 độ.
 

Trong y tế và giáo dục

Trong y tế, hologram hỗ trợ phẫu thuật: Bác sĩ sử dụng HoloLens để xem mô hình 3D của bệnh nhân, giảm lỗi 20%. Giáo dục ứng dụng hologram dạy giải phẫu, như mô hình tim 3D giúp sinh viên "mổ xẻ" mà không cần xác thật.
 

Trong an ninh và chống hàng giả

Hologram là "vũ khí" chống giả mạo. Tem hologram trên tiền tệ (như USD) hoặc sản phẩm (Visa card) khó sao chép do hiệu ứng quang học phức tạp. Ở Việt Nam, in hologram được áp dụng cho chứng minh thư và hàng hóa cao cấp.
 

Trong công nghiệp và quân sự

Trong sản xuất, hologram đo lường chính xác (holographic interferometry) để kiểm tra khuyết điểm vật liệu. Quân sự dùng cho huấn luyện ảo, như mô phỏng chiến trường 3D.
 

Trong thời trang và thiết kế

Màu hologram tạo hiệu ứng lấp lánh cho quần áo. Thiết kế đồ họa dùng hologram cho mô hình 3D.
 

6. Ưu nhược điểm của công nghệ hologram

Mọi công nghệ đều có hai mặt, và hologram cũng không phải ngoại lệ. 
 

6.1. Ưu điểm

 

Trải nghiệm hình ảnh chân thực và nhập vai cao

Hologram 3D mang lại hình ảnh có độ sâu, chuyển động và có thể xem từ nhiều góc độ, tạo cảm giác sống động hơn so với hình ảnh 2D, rất hữu ích trong y tế (hình ảnh cơ thể), kiến trúc và giải trí.
 

Tăng cường bảo mật và chống giả mạo

Các mẫu hologram phức tạp khó sao chép, thường dùng trong tiền tệ, thẻ tín dụng, hộ chiếu và nhãn sản phẩm để xác thực.
 

Khả năng lưu trữ dữ liệu lớn

Cho phép lưu trữ dữ liệu với dung lượng cao (hàng terabyte trên một inch vuông), hỗ trợ sao lưu dự phòng và quản lý dữ liệu đáng tin cậy trong doanh nghiệp.
 

Ứng dụng đa dạng và tương tác cao

Dễ tích hợp với công nghệ khác, dùng trong giáo dục (mô hình 3D tương tác), quảng cáo (hiển thị sản phẩm sống động), giao tiếp từ xa (họp hologram kích thước thực) và khoa học (phân tích cấu trúc phức tạp).
 

Độ phân giải cao và không cần màn hình

Hiển thị hình ảnh sắc nét, chi tiết từ nhiều góc mà không yêu cầu kính hoặc màn chiếu, dễ dàng tạo nhiều hình ảnh trên một tấm phim.
 

6.2. Nhược điểm

 

Chi phí sản xuất và thiết lập cao

Công nghệ 3D hologram yêu cầu thiết bị laser chuyên dụng và công nghệ phức tạp, làm tăng chi phí so với hình ảnh 2D, không phù hợp với doanh nghiệp nhỏ hoặc khu vực kém phát triển.
 

Giới hạn góc nhìn và tương tác

Hình ảnh chỉ rõ nét từ một số góc độ nhất định; thay đổi vị trí có thể làm mất độ rõ, và tương tác hạn chế ở môi trường lớn.
 

Nhạy cảm với môi trường

Dễ bị ảnh hưởng bởi ánh sáng huỳnh quang, rung động, nhiệt độ hoặc chuyển động không khí, giảm chất lượng hiển thị ở điều kiện không lý tưởng.
 

Tiêu thụ năng lượng lớn

Sử dụng laser làm tăng lượng điện năng, gây vấn đề về chi phí vận hành và bền vững, đặc biệt ở nơi thiếu điện.
 

Khó sản xuất hologram màu đầy đủ và thời gian xây dựng lâu

Việc tạo hologram màu phức tạp và tốn kém; xây dựng hình ảnh 3D có thể mất nhiều thời gian.
 

7. Tương lai của hologram trong kỷ nguyên mới

Tương lai của hologram rất xán lạn, đặc biệt là khi kết hợp với AI và 5G. Dự báo đến 2030, thị trường đạt 10 tỷ USD, tập trung vào VR hologram và bộ nhớ dữ liệu.
 

Các xu hướng nổi bật:

 

• Hologram tương tác vật lý: Sử dụng siêu âm để "chạm" hình ảnh.
• Kính thông minh hologram: Meta và Apple đang phát triển kính AR với hologram 3D.
• Lưu trữ dữ liệu: Hologram lưu trữ terabyte trên đĩa nhỏ, giải quyết khủng hoảng dữ liệu.
• Ứng dụng xã hội: Họp ảo 3D, du lịch hologram, thậm chí giáo dục toàn cầu.

 

Kết luận

Tóm lại, hologram là gì? Đó là kỹ thuật tạo hình ảnh 3D từ ánh sáng, được ứng dụng rộng rãi và hứa hẹn thay đổi mọi khía cạnh cuộc sống. Công nghệ hologram 3D mang lại giá trị lớn cho các ứng dụng chuyên sâu nhưng vẫn cần cải tiến để giảm chi phí và tăng tính linh hoạt.
 

Tham khảo thêm những chia sẻ hữu ích: Màu pantone là gì?