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快速算法可以减轻三维恋老 老枪净身图片全息图生成的负担

物理学 2022-01-25 23:59:12

东京城市大学 (左)深度(a)和(b)的不同图像(见右)显示了光在空间上的分布如何形成真正的3D图像

(右)全息摄影设置示意图

计算出的全息图显示在空间光调制器上,同时激光被引导从其表面反射,与原始光束干涉,并在照相机上形成3D图像

学分:东京都大学 东京都大学的研究人员开发了一种计算平视显示器和近眼显示器简单全息图的新方法

这种方法比传统算法快56倍,并且不需要耗电的图形处理器,而是运行在普通的个人电脑计算内核上

这为开发紧凑、节能的增强现实设备开辟了道路,包括汽车挡风玻璃和眼镜上的三维导航

全息图这个术语可能仍然带有科幻色彩,但是全息术,即制作光的三维记录的科学,被广泛应用,从显微镜检查、钞票上的防伪到最先进的数据存储

无处不在,除了它最明显的潜在应用:真正的三维显示器

不需要特殊眼镜的三维显示器的部署还没有普及

最近的进步包括虚拟现实技术,但绝大多数都依赖于光学技巧,这些技巧能说服人眼以三维方式观察事物

这并不总是可行的,并且限制了它的范围

原因之一是生成任意三维物体的全息图是一项计算量很大的工作

这使得每次计算都很慢而且耗电,当你想要显示实时变化的大型三维图像时,这是一个严重的限制

绝大多数需要像图形处理器这样的专用硬件,这是驱动现代游戏的高耗能芯片

这严重限制了三维显示器的应用

(左)深度(a)和(b)的不同图像(见右)显示了光在空间上的分布如何形成真正的3D图像

(右)全息摄影设置示意图

计算出的全息图显示在空间光调制器上,同时激光被引导从其表面反射,与原始光束干涉,并在照相机上形成3D图像

学分:东京都大学 因此,一个由助理教授西津隆领导的团队研究了全息图是如何计算的

他们意识到并不是所有的应用程序都需要三维多边形的完整渲染

通过专注于绘制三维物体周围的边缘,他们成功地显著降低了全息图计算的计算负荷

特别是,他们可以避免使用快速傅里叶变换,这是一种密集的数学程序,为全多边形全息图提供动力

该团队将模拟数据与真实实验相结合,将它们的全息图显示在空间光调制器上,并用激光照射它们以产生真实的三维图像

在高分辨率下,他们发现他们的方法计算全息图的速度可以快56倍,而且图像比用较慢的传统方法制作的图像要好

重要的是,该团队只使用普通的个人电脑计算核心,没有独立的图形处理单元,使得整个过程大大减少了资源消耗

在更简单的内核上进行更快的计算意味着更轻、更紧凑、更节能的设备,可以在更广泛的环境中使用

该团队正在开发汽车挡风玻璃上的平视显示器(HuD),用于导航,甚至是增强现实眼镜,以传达动手技术程序的指令,这两者都是近期令人兴奋的前景

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