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Ein Holodeck besteht aus einem [[Hologitter]], das ähnlich wie ein [[Transporter]] oder [[Replikator]], aus [[Energie]] [[Materie]] erzeugen kann. Dadurch können einfache Gegenstände wie Steine und Wasser, aber auch komplexe Formen und Strukturen entstehen, bis hin zu menschenähnlichen Hologrammen, welche mit den realen Personen interagieren, die das Holodeck nutzen. (''[[{{TNG]]: "[[|Der große Abschied]]", "[[|11001001]]"''}})

Damit der Raum größer wirkt als er ist, wird ein dreidimensionales Bild an die Wände projiziert, das eine Illusion von weit entfernten Gegenständen erzeugt. (''[[{{TNG]]: "[[|Der Mächtige]]"''}})

Damit Unfälle vermieden werden, gibt es sogenannte [[Sicherheitsprotokoll]]e. So sind z.B. [[Projektilwaffe]]n oder Stürze in einem Holodeck in der Regel nicht gefährlich. Deaktiviert werden können sie nur durch Befehl zweier [[Offizier]]e oder eines [[Führungsoffizier]]s. (''[[{{TNG]]: "[[|Angriff der Borg, Teil I]]"''}}) Werden diese Sicherheitsprotokolle jedoch trotzdem deaktiviert, verhalten sich sämtliche Gegenstände wie ihre Vorbilder in der Realität. Somit können auch holographische Waffen oder Unfälle im Holodeck tödliche Verletzungen erzeugen. (''"[[Star Trek: Der erste Kontakt]]"''{{Film|8}})

Fehlfunktionen können auch dann auftreten, wenn man ein Programm bearbeiten möchte. In einem Fall, der auf der USS ''Voyager '' beobachtet wurde, wurde ein Programm etwa gestartet anstatt es zur Bearbeitung zu öffnen.

Solche Fehlfunktionen können aber auch von Anwendern absichtlich in das Programm eingebettet werden. Beispiele hierfür sind die [[Bynar|Binären]], [[Seska]] oder [[Tom Paris]]. (''[[{{TNG]]: "[[|Der große Abschied]]}}; [[ {{VOY]]: "[[|Rebellion Alpha]]", "[[|Fair Haven]], "[[|Das Geistervolk]]"}}, "[[Die Veröffentlichung]]''")

* [[2151]] begegnete die [[Enterprise (NX-01)|''Enterprise'' (NX-01)]] einem [[Xyrillianer|xyrillianischem]] Schiff das über eine hochentwickelte holografische Technologie verfügte. Man war auch schon vorher in der Lage drei-dimensionale Bilder in den Raum zu projezieren, aber bei der xyrillianischen Technologie wurden ganze Landschaften simuliert. Außerdem konnten auch Objekte simuliert werden, welche auf physische Berührungen reagieren. (''[[{{ENT]]: "[[|In guter Hoffnung]]"''}})

* Im gleichen Jahr begegnet die Die ''Enterprise'' (NX-01) auch den [[Kantare]], die ebenfalls über hochentwickelte Holotechnologie verfügen. Sie sind in der Lage, nicht nur Landschaften und Objekte, sondern auch Hologramme lebender Personen mit eigener Persönlichkeit und eigenem Bewußtsein darzustellen. (''[[{{ENT]]: "[[|Schiff der Geister]]"''}})

* (spätestens) [[2270]] wurde eine art Holotechnologie auf der [[USS Enterprise (NCC-1701)|USS ''Enterprise'' (NCC-1701)]] installiert. Diese "[[Erholungsraum|Erholungsräume]]" umfassten riesiege fensterlose Räume in dessen Mitte ein Pult steht das auch wärend der Simulationen Sichtbar ist. Hier lassen sich verschiedene haptische Landschaften realitsch simulieren. Es können ebenso verschiedene Temperaturen simuliert werden. Diese Räume waren riesig groß, da man wärend der Simulation stets Gefahr lief gegen die in diesem Zustand unsichtbaren Wände zu laufen. (''[[{{TAS]]: "[[|Wüste Scherze]]"''}})

Ein Hololabor (engl. "holographic research lab") ähnelt einem modernen Holodeck, jedoch dient dieses nur zur Bearbeitung von Hologrammen. Das Labor unterscheidet sich geringfügig von Holodecks. Beispielsweise verfügt es nicht über einen breiten Frontaleingang, denn der Eingang des Labors liegt hinter einer kleinen Säule, die in den Raum ragt, sodass jemand, der das Labor betritt, nicht gleich im Zentrum des Raumes steht. In Hololabors befindet sich zumeist eine technische Standard-Konsole, die zur Analyse der Daten dient, ähnlich der gebogenen Konsolen in der Krankenstation oder im Hauptmaschinenraum der [[USS Voyager]]. Diese Konsolen werden jedoch auch auf Holodecks eingesetzt, um etwa Rückstände einer photonischen Verlagerung zu finden. ([[{{VOY]]:"[[|Verdrängung]]"}})

An Bord der USS Voyager sowie im Sterneflotten-HQ in San Francisco gibt es ein Hololabor, welches dem Anwender erlaubt, Hologramme von Personen zu erstellen, Protokolle und Subroutinen hinzuzufügen und zu entfernen, und bei fehlerhaften Hologrammen zu versuchen, die Fehlfunktion(en) zu finden und zu reparieren. ([[{{VOY]]:"[[|Das Geistervolk]]", "[[|Eingeschleust]]"}})

In Hololabors ist es auch möglich, festzustellen ob über eine bereits vorhandene photonische Signatur eine neue gelegt wurde. Dazu muss man allerdings zunächst eine photonische Verlagerung sichtbar machen. ([[{{VOY]]:"[[|Renaissance Mensch]]"}})