Už od dob, kdy byl ze Sluneční soustavy vypuštěn první satelit, předpokládali tak nějak sci-fi spisovatelé a inženýři, že cesty vesmírem na dlouhé vzdálenosti budou vyžadovat určitá opatření, aby zachovaly cestovatele šťastné a psychicky zdravé, aby mohli pokračovat ve svých povinnostech. Během prvních pozemských orbitálních misí a přistání na Měsíci poslouchali členové posádek své oblíbené písničky z audiozáznamu na kazetách a letoví koordinátoři jim pravidelně předávali denní noviny v kapslích. Dokumentace a videonahrávky se běžně přenášely na orbitální stanice a k planetárním hlídkám až do začátku dvacátého prvního století.

Touha prožívat zvuky, obrazové a hmatové vjemy, které se normálně na vesmírném plavidle nevyskytují, provázela průzkumníky napříč galaxií během celých posledních čtyř set let. Počítačově řízené obrazové projekce naplňovaly potřeby posádky vesmírné lodi vyžadující podnětné scény, a spolu s přidáním určitých sportovních aktivit a rekreačního vybavení poskytovaly příjemný model reality. Různé holografické, optické a akustické techniky se aplikovaly dlouhá léta, a nakonec také vydláždily cestu sérii průlomů v malých zobrazovacích zařízeních nebo zařízeních pracujících se silovým polem, která nejen nijak vážně neovlivňovala hmotnost ani objem lodi, ale ve skutečnosti dala možnost vzniknout velice realistickým a důležitým letovým simulacím. V posledních třiceti letech se začaly objevovat holopaluby.

Poznámka: Informace se vztahují k lodím třídy Galaxy

Systémy

Subsystém pro konverzi hmoty vytváří fyzické předměty s použitím replikátorů. Replikované předměty obecně vznikají ve chvíli, když je pravděpodobné, že se objektu zúčastněná osoba dotkne. Některými předměty dokáže počítač pohybovat pomocí velice přesně vedených tažných paprsků.

Holografický zobrazovací subsystém vytváří trojrozměrné obrazy simulovaného prostředí. Speciálně tvarované silové paprsky utvářejí na povrchu objektů fyzickou substanci, čímž tvoří iluzi, že jsou objekty pevné.

Podklad ze silového pole vytváří efekt 'běžícího pásu', čímž povoluje účastníkovi, aby zůstal na stejném místě, zatímco simulované prostředí 'ubíhá' okolo, v mezích programu simulace.

Shrnutí

Holopaluba využívá dvou hlavních systémů. Holografického zobrazovacího subsystému a subsystému pro konverzi hmoty. Holografický zobrazovací subsystém vytváří realistické pozadí daného prostředí. Subsystém pro konverzi hmoty vytváří fyzické 'předměty' z centrálních lodních zásob surového materiálu. Za normálních podmínek by účastník simulace na holopalubě neměl být schopen odhalit rozdíly mezi skutečným objektem a tím simulovaným.

Holopaluby také vytvářejí pozoruhodně živé napodobeniny humanoidů nebo jiných forem života. Tyto pohyblivé postavy se skládají z pevné hmoty, připravené pomocí replikátorů založených na transportní technologii a dál jimi pohybují složitě ohýbané počítačově řízené tažné paprsky. Výsledky jsou výjimečně realistické 'loutky', které vykazují chování téměř totožné se živými bytostmi, v závislosti na softwarových omezeních. Replikace založená na transportní technologii je, samozřejmě, neschopná duplikovat skutečnou živou bytost.

Předměty vytvořené na holopalubě, které jsou čistě holografické obrazy, se nemohou přemístit mimo holopalubu, i když se zdá, že mají hmotnou podstatu, díky usměrněné obrazové projekci silového paprsku. Malé předměty, vytvořené replikátorovou konverzí hmoty, mají opravdovou fyzickou podstatu a mohou být opravdu odneseny mimo holopalubu, ačkoli od té chvíle již nebudou pod kontrolou počítače.

Holopaluba a vstupní kontrolní panely

Kontrolní panel uvnitř vstupní brány na holopalubu poskytuje uživatelům kontrolu nad holografickým prostředím simulátoru, ačkoli mnoho uživatelů dává přednost ovládání pomocí hlasového rozhraní nebo kontrolnímu panelu umístěnému v chodbě přímo před vstupem na holopalubu. Vstupní kontrolní panel také poskytuje komunikaci v rámci lodi a přístup k počítači.

Základní mechanismus skrývající se za holopalubou je všesměrná holografická dioda (OHD). OHD zahrnuje dva typy miniaturního zařízení, které emituje několik různých speciálních silových polí. Hustota OHD je 400 jednotek na centimetr čtvereční, což je jen o málo méně, než aktivní vizuální mřížka vícevrstvého zobrazovacího panelu a jsou napájeny standardními středně silnými odbočkami EPS. Veškeré zdi jsou pokryty OHD, vyrobenými za pomoci šetrného širokopásového tisku obvodů. Typický povrch holopaluby zahrnuje dvanáct subprocesorových vrstev o rozměru 3,5 mm, umístěných rozptýleně na lehké strukturální chladící bloky s průměrnou tloušťkou 3,04 cm. Materiály na výrobu primárního subprocesoru a emitorů obsahují keiyurium, silokonový animid a supravodič DiBe<2>Cu 732. Každá jednotlivá OHD měří 0,01 mm. Mechanismus sítě optických dat, kterými se posílají impulzy OHD, je podobný tomu pro menší displeje, protože zdi jsou děleny do samostatně spravovatelných vysokorychlostních segmentů, z nichž každý měří 0,61 m2. Tyto displeje pokrývají celou místnost a jsou řízené vyhrazenými vysokorychlostními podsekcemi počítačů hvězdné lodi.

Navíc ke schopnosti promítat plně barevné stereoskopické obrazy, manipulují OHD silovými poli ve třech rozměrech, aby umožnily návštěvníkům holopaluby 'ucítit' předměty, které ve skutečnosti tam, kde je vidí, nejsou. Tato hmatová simulace poskytuje vhodnou zpětnou vazbu, kterou by člověk očekával třeba od kamene na zemi nebo stromu rostoucího v lese. Jediný omezující faktor počtu a druhů předmětů, které můžete popsat počítači, jsou paměť a čas potřebné pro záznam nebo okamžitý výpočet originálů požadovaných předmětů, jakkoli reálných nebo hypotetických, například Kleinovy láhve.

Další vjemy, tedy zvuk, vůně a chuť, jsou buď simulovány pomocí tradičnějších způsobů, jako jsou reproduktory nebo rozprašovače, nebo vestavěné do vytvořených objektů pomocí replikačních technik.

Optická verze OHD vysílá kompletní obraz celého prostředí, založený na jeho umístění v instalovaném povrchovém panelu. Návštěvník oproti tomu vidí pouze malou část každé jednotlivé OHD, v podstatě stejným způsobem, jako funguje oko mouchy, jen opačně. Jakmile člověk projde okolo, viditelné části OHD se změní, a tím se změní pohled. Vlastní energetické vysílání není tak jako EM projekce přímo viditelné, ale spíše se jedná o polarizované interferenční vzory. Obraz je rekonstruován tam, kde se vzory protnou v čočkách oka nebo jiného vizuálního snímače.

Jedním z více druhů silových polí je velmi malé řiditelné silové pole. Jeho větší příbuzní jsou více známé tažné paprsky a navigační deflektor. Pod kontrolou počítače a obrovského množství OHD dosahuje souhrnné silové pole významného účinku. Pokud holopaluba vytváří například velký těžký balvan, počítač nejdříve vytvoří trojrozměrný povrch kamene. Toho je dosáhnuto pomocí přikázání určitým OHD, aby protnula svá pole v požadovaných souřadnicích mnohostěnu. Pokud je síla pole správně nastavena k reprezentaci vhodné tvrdosti, hmota se bude jevit jako skála. V počítači je k dispozici obrovská knihovna uložených reálných materiálů a lze mu také nařídit vlastní specifická nastavení pro experimentální účely.

Tvarovaná silová pole a promítané pozadí dovolují návštěvníkovi vidět rozlehlé krajiny a projít vzdálenosti, viditelně větší, než by mohl prostor holopaluby fyzicky pojmout. Prostředí se totiž může posouvat, pokud má pokračovat, nebo se mu naopak dají nastavit omezující limity naznačené kontaktem s měkkou stěnou a zvukovými upozorněními na blížící se stěnu.

V pracovním prostředí, jakým je hvězdná loď Federace, je bezpečnost na prvním místě a je zapracována do každého systému. Protože se na hvězdné lodi usiluje o prostředí vhodné k plnohodnotnému životu, ukázalo se být emocionální uvolnění spojené s omezenými ale skutečnými fyzickými hazardy důležitou hodnotou v zachování psychologické rovnováhy mnoha členů posádky. Simulované vysoké rychlosti a síly jsou běžně vytvořeny pomocí smyslových klamů. Zatímco bezpečnostní opatření proti kritickým tělesným zraněním jsou naprogramovány v počítačích, určité scénáře mohou vést k nevyhnutelným výronům a podlitinám, dokonce i pro zkušené uživatele. Hazard způsobený přítomností 'nebezpečných' životních forem se může zdát mimořádně skutečný a splní mnohá přání návštěvníků.