Japanse computerwetenschappers hebben een speciale computer ontwikkeld die driedimensionale (3D) holografie van hoge kwaliteit als video kan projecteren. Het onderzoeksteam onder leiding van Tomoyoshi Ito, die professor is aan het Institute for Global Prominent Research, Chiba-universiteit, heeft gewerkt aan het verhogen van de snelheid van de holografische projecties door nieuwe hardware te ontwikkelen.

Holografie heeft een lange geschiedenis. Sinds 1960, toen de eerste laser werd uitgevonden, veel werken met laserhologrammen zijn geproduceerd. Voor het digitaliseren van deze analoge technologieën en het ontwikkelen van elektronenholografietechnieken om 3D-holografiebeelden als video te projecteren, rekenkracht met meer dan 10 frames per seconde en 1 biljoen pixels per frame zijn vereist. Daarom, hardware ontwikkeling, evenals de bijbehorende softwareontwikkeling, vormt enkele van de grootste uitdagingen voor onderzoekers op dit gebied.

Ook, om een ​​3D-object te maken van tweedimensionale (2D) gegevens, het is noodzakelijk om verschillende factoren in overweging te nemen, waaronder de binoculaire parallax, beweging parallax, convergentie hoek, focus aanpassing, en schattingen gemaakt op basis van menselijke ervaring. Momenteel, algemene 3D-televisies (tv's) gebruiken binoculaire parallax voor de stereoscopie, maar kinderen kunnen deze technologie niet gebruiken omdat het hun gezondheid kan schaden, een risico dat verband houdt met het verschil tussen de afstanden die de hersenen waarnemen en de afstanden waarop de ogen zich concentreren. Veel onderzoekers over de hele wereld hebben geïnvesteerd in videoholografie, waardoor meer mensen veilig kunnen genieten van 3D-tv's.

Ito, die een astronoom en een computerwetenschapper is, begon te werken aan speciaal ontworpen computers voor holografie, genaamd HOORN, in 1992. De HORN-8, die een berekeningsmethode hanteert, het amplitudetype, voor het aanpassen van de intensiteit van het licht, werd erkend als 's werelds snelste computer voor holografie in een publicatie in het internationale wetenschappelijke tijdschrift Natuur Elektronica op 17 april 2018.

Met het nieuw ontwikkelde "fasetype" HORN-8, de berekeningsmethode voor het aanpassen van de lichtfase is geïmplementeerd, en de onderzoekers waren succesvol in het projecteren van holografische informatie als een 3D-video met afbeeldingen van hoge kwaliteit. Dit onderzoek is gepubliceerd in Optica Express op 28 sept. 2018.

"We hebben high-speed computers ontwikkeld voor 3D-holografie door de kennis van informatie-engineering en de technologie van elektrische en elektronische engineering te implementeren en door inzichten te leren van informatica en optische methoden, " zei Ito. "Dit is een resultaat van de interdisciplinaire benadering van ons onderzoek dat al meer dan 25 jaar wordt uitgevoerd met de prijzenswaardige inspanning van onze studenten die in ons laboratorium hebben gestudeerd."

Takashi Nishitsuji, een voormalige student van Ito's lab en nu assistent-professor aan de Tokyo Metropolitan University, wie leidde het experiment, zei:"HORN-8 is de vrucht van de wijsheid van veel mensen, vaardigheden, en inspanningen. We willen het onderzoek van HORN voortzetten en vanuit verschillende perspectieven andere methoden uitproberen voor de praktische toepassing."

In het laatste fasetype van HORN-8, acht chips zijn gemonteerd op het FPGA-bord (Field Programmable Gate Array). Hierdoor kan men een knelpuntprobleem voor de verwerkingssnelheid vermijden met de rekenmethode, waardoor de chips niet met elkaar kunnen communiceren. Met deze aanpak, HORN-8 verhoogt de rekensnelheid in verhouding tot het aantal chips, zodat het videoholografie duidelijker kan projecteren.