מרבית מערכות הדימות האופטי המוכרות לנו כגון העין, מצלמה, מיקרוסקופ, טלסקופ וכו' יוצרות דמות של העצם הנצפה על פני מערך חיישנים כגון הרשתית במקרה של העין, או השבב הרגיש לאור במקרה של המצלמות האלקטרוניות. רישום דמות מסוג זה קרוי דימות ישיר במובן שעל פני מערך החיישנים מופיעה ישירות דמות (בהגדלה או בהקטנה, בהתאם למערכת הדימות) של העצם הניתנת לזיהוי. מטרות המחקר הנוכחי הן למצוא שיטות דימות חדשות לא-ישירות אשר ניתן לממשן בסיבוכיות (משאבי מחשב) ובעלות סבירים. במושג דימות לא-ישיר אנו מתכוונים שעל מערך החיישנים מופיעה תבנית אור הנראית חסרת סדר ושממנה לא ניתן לזהות, ללא עיבוד נוסף, את העצם הנצפה. בנוסף מערכות הדימות הנחקרות חייבות להציע יתרונות ויכולות מעבר למוצע בדימות הישיר. בהסתמך על מחקרים קודמים שלנו, המשכנו במחקר זה לפתח את הדימות ההולוגרפי הדיגיטלי, הלא-ישיר, באור טבעי (כלומר, כל אור שאינו נפלט מלייזר). תנאי נוסף שקיבלנו על עצמנו הוא השימוש בטכנולוגיות המתקדמות ביותר בתחום הדימות שניתן להשיג כיום. כלומר, כל המערכות שחקרנו ופיתחנו מבוססות על השימוש במאפנן אור מרחבי ורישום האור נעשה במצלמה דיגיטלית שאחריה התמונה מעובדת במחשב. "אפנון אור מרחבי" באופן כללי הוא שינוי של התמונה הנישאת ע"י גל האור. כלומר מצד אחד של המאפנן נכנסת אלומת אור הנושאת תמונה מסוימת (אפשר גם שהגל הנכנס הוא בעוצמה קבועה ללא תמונה כלל), ומהצד השני יוצאת אלומת האור עם תמונה אחרת. בדימות הולוגרפי רושמים תבנית אור מהעצם (שאינה הדמות שלו) המכיל מידע, שניתן לשחזור, אודות הצורה התלת-ממדית של העצם. בנקודה זו טמונה היכולת הייחודית של ההולוגרמה הדיגיטלית לעומת הדימות הישיר, שכן בדימות ישיר נרשם רק מידע דו-ממדי של העצם אשר נמצא בפוקוס. מה שנמצא מחוץ לפוקוס מופיע כדמות מטושטשת, בעוד מההולוגרמה הדיגיטלית ניתן לשחזר באיכות טובה חתכים רבים, בעומקים שונים, של העצם, או של כל הזירה הנצפית. במהלך המחקר התגלו דברים חדשים משני סוגים. ראשית התבררו יתרונות ויכולות חדשים מעבר לדימות התלת-ממדי בלבד, ושנית התגלו מערכות דימות לא-ישיר חדשות ואף יעילות יותר מהמערכות הידועות. בתחום המערכות החדשות התגלתה משפחה חדשה וכללית, אשר המערכות הוותיקות הן רק מקרים פרטיים שלה. לחברים שונים במשפחה יש יתרונות וחסרונות לעומת חברים אחרים באותה משפחת מערכות גדולה. בנוסף, פיתחנו שיטות חדשות של פירוס הדמות התלת-ממדית, או במלים אחרות, יש לנו כיום טכניקות לבודד חתכי עומק שונים של הדמות הנפחית ולצפות בהם. עוד פיתחנו טכניקות לרישום הולוגרמה של הזירה בחשיפה אחת בודדת של המצלמה. כמו כן, שכללנו את המיקרוסקופ ההולוגרפי שהומצא במחקר קודם לכדי כלי מהיר ויעיל לדימות תלת-ממדי של דגימות פולטות אור פלורסנטי. בתחום היכולות החדשות התגלו ופותחו שורה של טכניקות חדשניות לשיפור כושר ההפרדה של פרטים בדמות. במילים אחרות, המערכות שפיתחנו מסוגלות לראות פרטים יותר זעירים ממערכות קיימות ללא הגדלת מיפתח המערכת וללא צורך להתקרב פיזית לעצם. המסקנות של מחקרנו הן שהדימות הלא-ישיר פותח מרחב בלתי נדלה של מערכות דימות עם יכולות משופרות לעומת הדימות הישיר. במחקר זה הנחנו יסודות עבורנו ועבור קבוצות אחרות למציאת מערכות דימות רבות אחרות המותאמות לשימוש ולמטרות שלהן.