Az alapelv aszámítógépes holográfiaa Fény fázisának vagy amplitúdójának számítógépes megoldása, digitális hologram létrehozása, majd a fény fázisának vagy amplitúdójának optikai modulátorokon, például a térbeli fénymodulátoron (SLM) történő modulálása, végül pedig koherens fény felhasználása az SLM besugárzására. Frissítő fénymező keletkezik, amely dinamikus holografikus 3D-s képet alkot.
A hagyományos hologramgenerációtól eltérően,számítógépes holográfianem igényel két fénysugár fizikai koherensségét, így leegyszerűsíti a hologram létrehozási folyamatát. Azonban a nagy pontosságú generációszámítási hologramokmég mindig számos kihívással néz szembe, mint például a nagy mennyiségű számítás, a nagy számítási teljesítményigény, valamint a térbeli fénymodulátorok felbontásának és méretének korlátai.
A nagy pontosságú generációszámítási hologramokoptimalizálási algoritmusoktól függ. Mivel a hologram optimalizálás lényegében egy rosszul kondicionált inverz probléma, általában nem konvex optimalizáló algoritmusok segítségével oldják meg. Az optimalizáló algoritmus kiválasztása és paraméterbeállítása közvetlenül befolyásolja a hologram generálás minőségét és számítási hatékonyságát.
Az általános optimalizálási keretrendszerek közé tartozik az alternatív vetítési módszer és a gradiens süllyedés módszere. Az alternatív vetítési módszer két zárt halmaz közötti váltakozó vetítéssel találja meg az optimális megoldást, amely kielégíti két zárt halmaz kényszereit. A gradiens süllyedés módszere gradiens számítással határozza meg a veszteségfüggvény csökkenésének irányát, hogy megtalálja a kényszerfeltételeket kielégítő optimális megoldást.
Térbeli fénymodulátor
A térbeli fénymodulátor kulcsfontosságú eszközszámítógépes holográfia, amely a digitalizált hologramokat fénymező modulációvá tudja alakítani. Jelenleg a legtöbb számítási holografikus rendszer olyan vetítőeszközökre támaszkodik, mint az SLM vagy a Digital Micromirror Device (DMD). Ezeknek az eszközöknek azonban vannak eredendő korlátai a kijelző teljesítményében, például túl kicsi a látószög és a többrendű diffrakció.
E problémák megoldása érdekében a kutatók a metafelület alapú holográfiát vizsgálják. A Metasurface mutációkat vezethet be az elektromágneses hullámok alapvető tulajdonságaiban, például amplitúdójában és fázisában, és számos olyan modulációs hatást érhet el, amelyeket a hagyományos modulációs eszközökben nehéz elérni. A metafelület alapú holográfia nagy előrehaladást ért el a nagy látómező, a színmentes képalkotás, a színes megjelenítés, az információs kapacitás bővítése, a többdimenziós multiplexelés és így tovább terén.
Dinamikus holografikus kijelző
A dinamikus holografikus kijelző fontos alkalmazási területeszámítógépes holográfia. A hagyományos holografikus megjelenítőrendszer gyakran problémát jelent a nagy számítási kapacitás és az alacsony megjelenítési képsebesség miatt, ami korlátozza alkalmazását a fejlett megjelenítésben, például a fejlett ember-számítógép interakcióban. Annak érdekében, hogy dinamikus holografikus megjelenítést valósítsanak meg nagy folyékonysággal, a kutatók a hatékonyságot vizsgáljákszámítási hologramgenerálási módszerek és megjelenítési technikák.
Például a Huazhong Tudományos és Technológiai Egyetem Wuhan Nemzeti Optoelektronikai Kutatóközpontjának csapata egy dinamikus interbit metasurface holográfia (Bit-MH) technológiát javasolt magas számítási és megjelenítési képkockasebesség mellett. A technika hatékony dinamikus frissítést és valós idejű interakciót ér el azáltal, hogy a metafelület megjelenítési funkcióját különböző térbeli régiókra (azaz térbeli csatornákra) osztja, és minden csatornába egy rekonstruált szubholografikus mintát vetít.
A számítástechnikai holográfia széles körű alkalmazási lehetőséget kínál a 3D megjelenítés területén. A számítógéppel generált hologramokkal nagy pontosságú hullámfront-moduláció érhető el, így háromdimenziós jelenetek hozhatók létre folyamatos mélységérzettel. Ez a technológia nem csak a szórakoztatás és a játékok területén használható, hanem oktatásban, képzésben, orvosi és egyéb területeken is, hogy valósághűbb és intuitívabb háromdimenziós vizuális élményt nyújtson.
Optikai információ tárolása és feldolgozása
Számítógépes holográfiaoptikai információ tárolására és feldolgozására is használható. Digitális hologramok generálásával az információ a közegben fénymező formájában tárolható, így nagy sűrűségű és nagy sebességű információtárolás és -olvasás érhető el. Ezen kívülszámítógépes holográfiaolyan területeken is használható, mint az optikai titkosítás és a hamisítás elleni küzdelem az információk biztonságának és megbízhatóságának javítása érdekében.
Kiterjesztett valóság és virtuális valóság
Számítógépes holográfiapotenciális alkalmazásai vannak a kiterjesztett valóság (AR) és a virtuális valóság (VR) területén is. Valósághű, háromdimenziós holografikus képek generálásával természetes interakciót és magával ragadó élményeket lehet elérni az AR és VR rendszerekben. Például AR rendszerekbenszámítógépes holográfiaA technológia lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy a sík több mélységében természetesen a megjelenített tartalomra összpontosítsanak, megoldva a vizuális konvergencia-konfliktus-korrekciós problémát (VAC), és javítva a felhasználói kényelemért.
Lézeres megmunkálás és metafelület tervezés
Számítógépes holográfiaolyan területeken is használható, mint a lézeres feldolgozás és a metasurface tervezés. Nagy pontosságú hologramok előállításával a lézersugár precíz vezérlése, valamint nagy pontosságú lézeres feldolgozás és mikro-nano gyártás érhető el. Ezen kívülszámítógépes holográfiametafelületek tervezésére és optimalizálására is használható, összetettebb és hatékonyabb elektromágneses hullámmodulációs hatások elérése érdekében.
A számítástechnika folyamatos fejlődésével és az optikai eszközök folyamatos innovációjával,számítógépes holográfiaa technológia folyamatosan új fejlődést és áttörést jelent. Viszont,számítógépes holográfiamég mindig számos kihívással és problémával néz szembe, mint például a nagy számítási mennyiség, a nagy számítási teljesítményigény, a térbeli fénymodulátor felbontása és méretkorlátozása. E problémák megoldására a kutatók új algoritmusokat és technikákat kutatnak, mint például a mélytanuláson alapuló hologramgenerálási módszerek, a metafelület alapú holográfia stb.
A jövőbenszámítógépes holográfiavárhatóan több területen alkalmazzák és népszerűsítik a technológiát. Például a jármű HUD-megjelenítő rendszerében a számítási holografikus technológia valósághűbb és intuitívabb 3D-s navigációt és információs megjelenítést valósít meg; Az orvostudomány területén a számítógépes holografikus technológia olyan területeken használható, mint a sebészeti navigáció és a telemedicina az orvosi színvonal és hatékonyság javítása érdekében.
Röviden: a számítógépes holográfia, mint transzformációs potenciállal rendelkező technológia, folyamatosan támogatja az optika és az információtudomány fejlődését. A technológia folyamatos fejlődésével és az alkalmazási területek folyamatos bővülésével a számítástechnikai holográfia várhatóan több területen fog áttörést és innovációt elérni, több kényelmet és meglepetést hozva az emberiség számára.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
