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Jun 08, 2023

L'état

Light Publishing Center, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics And Physics, image CAS : a, diagramme d'un algorithme CGH en nuage de points, montrant les conventions d'axe typiques. Chaque point du navire

Light Publishing Center, Institut d'optique, de mécanique fine et de physique de Changchun, CAS

image : a, diagramme d'un algorithme CGH en nuage de points, montrant les conventions d'axe typiques. Chaque point du nuage de points du modèle de navire crée une fonction d'étalement de points sur le plan de l'hologramme (code couleur : la teinte correspond à la phase, la luminosité à l'amplitude). La superposition de toutes les fonctions de répartition de points donne l'hologramme final. b, diagramme de CGH basé sur des couches, montrant comment un objet 3D est segmenté en couches, où chaque élément de la scène est attribué à son front d'onde intermédiaire le plus proche. Ici, un exemple de point avec sa région d'influence PSF sur la couche correspondante est montré. Toutes les couches sont accumulées dans un hologramme en utilisant par exemple une propagation numérique convolutive.Voir plus

Crédit : par David Blinder, Tobias Birnbaum, Tomoyoshi Ito, Tomoyoshi Shimobaba

L'holographie est une méthodologie basée sur la lumière cohérente qui permet de décrire entièrement le champ optique. Il s'agit d'une méthode en deux étapes, consistant en un enregistrement interférométrique et une étape de reconstruction. Sa capacité à capturer, mesurer et reproduire n’importe quel champ d’onde donné l’a rendu utile dans un large éventail d’applications. Les exemples sont la microscopie holographique numérique, la caractérisation de surface d'objets complexes, la vélocimétrie d'images de particules et la visualisation de contenu 3D. Un défi important dans ce contexte estholographie générée par ordinateur (CGH) , c'est-à-dire la modélisation de la diffraction numérique, calculant la manière dont la lumière se propage dans l'espace et interagit avec les matériaux. CGH est très gourmand en calcul, nécessitant des algorithmes et du matériel spécialisés pour le calcul précis et efficace des hologrammes.

Dans un nouvel article publié dans Light Science & Application, résultat d'une collaboration entre des chercheurs du Département d'électronique et d'informatique de la Vrije Universiteit Brussel et de l'IMEC (Belgique) et de la Graduate School of Engineering de l'Université de Chiba (Japon), ils présentent un large aperçu de multiples aspects de l’état de l’art en CGH. Ils présentent une classification des algorithmes CGH modernes, des techniques algorithmiques d’accélération CGH, les dernières solutions matérielles dédiées et une évaluation de la qualité perceptuelle.

Les algorithmes CGH sont classés et comparés en fonction des éléments qui les représentent.Méthodes de nuages ​​de points discrétiser les objets en une collection finie de points lumineux discrets. Les objets 3D peuvent également être décomposés en un nombre relativement restreint deprimitives géométriques et fonctions de basedont le diagramme de diffraction peut être calculé efficacement.Méthodes polygonalescoder des triangles sous forme de morceaux de champ d'ondes, en tirant parti du fait que la diffraction entre les plans peut être calculée efficacement à l'aide de convolutions.Méthodes basées sur les couchesdécoupez la scène 3D en couches de profondeur, en attribuant les éléments de la scène à leur couche la plus proche, ce qui permet à la proximité relative d'un plan virtuel de limiter la propagation de la diffraction et d'améliorer ainsi la localité spatiale.Tracé laserles méthodes se rapprochent de l'hologramme par un champ lumineux discrétisé permettant l'utilisation d'un logiciel d'infographie conventionnel pour le rendu, suivi d'une conversion des rayons en petits segments de front d'onde.

De plus, la plupart des algorithmes CGH peuvent être accélérés grâce à des techniques d’accélération. Les exemples sont l'utilisation derareté , grâce à quoi un signal peut être modélisé par un nombre relativement petit de coefficients significatifs lorsqu'il est exprimé dans le bon espace de transformation, par exemple en utilisant des plans d'enregistrement de front d'onde, des stéréogrammes holographiques et une réduction de coefficient. D'autres exemples impliquent l'utilisation deTables de recherche,accélération dynamique du CGHpour les vidéos holographiques etl'apprentissage en profondeuraccélération basée.

En outre,logiciel matériel informatiqueco-conception nécessaire pour optimiser le calcul du CGH. L'examen couvre les optimisations et