Onderzoekers van de Tokyo Metropolitan University hebben een nieuwe manier ontwikkeld om eenvoudige hologrammen te berekenen voor heads-up displays (HUD's) en near-eye displays (NED's). De methode is tot 56 keer sneller dan conventionele algoritmen en vereist geen energieverslindende grafische verwerkingseenheden (GPU's), in plaats daarvan draaien op normale pc-computerkernen. Dit opent de weg naar het ontwikkelen van compacte, energiezuinige augmented reality-apparaten, inclusief 3D-navigatie op autoruiten en brillen.

De term hologram kan nog steeds een sci-fi-ring hebben, maar holografie, de wetenschap van het maken van 3D-opnamen van licht, wordt overal gebruikt, van microscopie, fraudepreventie op bankbiljetten tot state-of-the-art gegevensopslag. Overal, dat is, behalve de meest voor de hand liggende potentiële toepassing:echt 3D-schermen. De inzet van 3D-schermen waarvoor geen speciale bril nodig is, is nog niet wijdverbreid. Recente ontwikkelingen omvatten virtual reality (VR)-technologieën, maar de overgrote meerderheid vertrouwt op optische trucs die het menselijk oog overtuigen om dingen in 3D te zien. Dit is niet altijd haalbaar en beperkt de reikwijdte ervan.

Een van de redenen is dat het genereren van een hologram van willekeurige 3D-objecten een rekenkundig zware oefening is. Dit maakt elke berekening traag en energieverslindend, een serieuze beperking wanneer u grote 3D-beelden wilt weergeven die in realtime veranderen. De overgrote meerderheid vereist gespecialiseerde hardware zoals GPU's, de energieverslindende chips die modern gamen aandrijven. Dit beperkt ernstig waar 3D-schermen kunnen worden ingezet.

Dus, een team onder leiding van assistent-professor Takashi Nishitsuji keek naar hoe hologrammen werden berekend. Ze realiseerden zich dat niet alle applicaties een volledige weergave van 3D-polygonen nodig hadden. Door alleen te focussen op het tekenen van de rand rond 3D-objecten, ze slaagden erin de rekenbelasting van hologramberekeningen aanzienlijk te verminderen. Vooral, ze zouden het gebruik van fast-Fourier-transformaties (FFT's) kunnen vermijden, de intensieve wiskundige routines die hologrammen met volledige polygonen aandrijven.

Het team combineerde simulatiegegevens met echte experimenten door hun hologrammen weer te geven op een ruimtelijke lichtmodulator (SLM) en ze te verlichten met laserlicht om een ​​echt 3D-beeld te produceren. Bij hoge resolutie, ze ontdekten dat hun methode hologrammen tot 56 keer sneller kon berekenen, en dat de afbeeldingen gunstig afsteken bij de afbeeldingen die zijn gemaakt met langzamere, conventionele methoden. belangrijk, het team gebruikte alleen een normale pc-computerkern zonder zelfstandige grafische verwerkingseenheid, waardoor het hele proces aanzienlijk minder hulpbronnen nodig heeft.

Snellere berekeningen op eenvoudigere kernen betekent lichter, compactere, energiezuinige apparaten die in een breder scala aan omgevingen kunnen worden gebruikt. Het team streeft naar de ontwikkeling van heads-up displays (HUD's) op autoruiten voor navigatie, en zelfs augmented reality-brillen om instructies door te geven over praktische technische procedures, beide opwindende vooruitzichten voor de nabije toekomst.