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Jun 08, 2023

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Light Publishing Center, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, CAS 이미지: a, 일반적인 축 규칙을 보여주는 포인트 클라우드 CGH 알고리즘 다이어그램. 배의 모든 지점

CAS 창춘광학연구소 정밀기계물리학 광출판센터

이미지: a, 일반적인 축 규칙을 보여주는 포인트 클라우드 CGH 알고리즘 다이어그램. 선박 모델 포인트 클라우드의 모든 포인트는 홀로그램 평면에 포인트 확산 함수를 생성합니다(색상 코드: 색조는 위상에 해당하고 밝기는 진폭에 해당). 모든 점 확산 함수를 중첩하면 최종 홀로그램이 생성됩니다. b, 레이어 기반 CGH 다이어그램은 3D 개체가 레이어로 분할되는 방식을 보여줍니다. 여기서 모든 장면 요소는 가장 가까운 중간 파면에 할당됩니다. 여기서는 매칭 레이어에 PSF 영향 영역이 있는 예시적인 포인트가 표시됩니다. 모든 레이어는 컨벌루션 수치 전파 등을 사용하여 홀로그램으로 축적됩니다.더보기

Credit: by David Blinder, Tobias Birnbaum, Tomoyoshi Ito, Tomoyoshi Shimobaba

홀로그래피는 광학장을 완벽하게 설명할 수 있는 간섭성 빛을 기반으로 하는 방법론입니다. 간섭계 기록과 재구성 단계로 구성된 2단계 방법입니다. 특정 파동장을 캡처, 측정 및 재현할 수 있는 능력 덕분에 광범위한 응용 분야에서 유용하게 사용되었습니다. 예를 들어 디지털 홀로그램 현미경, 복잡한 물체의 표면 특성화, 입자 이미지 속도 측정 및 3D 콘텐츠 시각화 등이 있습니다. 이러한 맥락에서 중요한 과제는컴퓨터 생성 홀로그래피(CGH) 즉, 수치적 회절의 모델링, 빛이 공간을 통해 어떻게 전파되고 재료와 상호 작용하는지 계산합니다. CGH는 컴퓨팅 집약적이므로 정확하고 효율적인 홀로그램 계산을 위해서는 특수 알고리즘과 하드웨어가 필요합니다.

Vrije Universiteit Brussel 및 IMEC(벨기에)의 전자 및 정보학과 연구원과 치바 대학(일본)의 공학 대학원 연구원 간의 협력을 통해 Light Science & Application에 발표된 새로운 논문에서 그들은 다음과 같은 내용을 제시합니다. CGH 최신 기술의 다양한 측면에 대한 광범위한 개요. 최신 CGH 알고리즘, 알고리즘 CGH 가속 기술, 최신 전용 하드웨어 솔루션 및 지각 품질 평가의 분류를 제시합니다.

CGH 알고리즘은 이를 나타내는 요소를 기준으로 분류 및 비교됩니다.포인트 클라우드 방법 물체를 별개의 발광점의 유한한 집합으로 분리합니다. 3D 객체는 상대적으로 적은 수의 개체로 분해될 수도 있습니다.기하학적 기본 요소 및 기본 함수회절 패턴을 효율적으로 계산할 수 있습니다.다각형 방법컨볼루션을 사용하여 평면 간의 회절을 효율적으로 계산할 수 있다는 사실을 활용하여 삼각형을 파동장 조각으로 인코딩합니다.레이어 기반 방법3D 장면을 깊이 레이어로 분할하고 장면 요소를 가장 가까운 레이어에 할당하여 가상 평면에 대한 상대적인 근접성을 유발하여 회절 확산을 제한함으로써 공간적 지역성을 향상시킵니다.광선 추적방법은 렌더링을 위해 기존의 컴퓨터 그래픽 소프트웨어를 사용할 수 있도록 하는 이산화된 광장을 통해 홀로그램을 근사화한 다음 광선을 작은 파면 세그먼트로 변환합니다.

또한 대부분의 CGH 알고리즘은 가속 기술을 통해 속도를 높일 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.희소성 , 이에 따라 신호는 예를 들어 파면 기록 평면, 홀로그램 스테레오그램 및 계수 축소를 사용하여 오른쪽 변환 공간에서 표현될 때 상대적으로 적은 수의 중요한 계수로 모델링될 수 있습니다. 다른 예는조회 테이블,동적 CGH 가속홀로그램 비디오 및딥러닝기반 가속.

뿐만 아니라,소프트웨어 하드웨어공동 디자인 CGH 계산을 최적화하는 데 필요합니다. 검토에서는 최적화 및