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Weiterentwicklung der holografischen 3D-Anzeige in Echtzeit: ein Durchbruch in der computergenerierten Holografie

Das augennahe holografische Farbdisplay verwendet ein Okular, um 3D-Bilder zu vergrößern, die dann durch Anpassen des Fokus des Kameraobjektivs aufgezeichnet werden. Anschließend wird mithilfe eines auf Split-Lohmann-Linsen basierenden Beugungsalgorithmus ein schnelles Hologramm erzeugt. Kredit: Fortschrittlicher Photonik-Nexus (2024). DOI: 10.1117/1.APN.3.3.036001

Holografische Displays bieten einen vielversprechenden Weg zur Erzielung realistischer 3D-Reproduktionen mit kontinuierlichem Tiefengefühl und bieten potenzielle Anwendungen in Bereichen wie Unterhaltung, medizinische Bildgebung und virtuelle Realität. Herkömmliche Methoden zur Erzeugung computergenerierter Hologramme (CGH) basieren jedoch auf sich wiederholenden Berechnungen, was zu einer erhöhten Rechenkomplexität und Unpraktikabilität für Echtzeitanwendungen führt.

Um dieses Problem zu lösen, haben Forscher der Shanghai University of Science and Technology (China) eine neue CGH-Generierungsmethode eingeführt, die den Rechenaufwand erheblich reduziert und gleichzeitig eine hochwertige 3D-Visualisierung beibehält.

Wie gezeigt in Fortschrittlicher Photonik-NexusIhr Ansatz nutzt ein Beugungsmodell, das auf einer geteilten Lohmann-Linse basiert und eine schnelle Synthese von 3D-Hologrammen durch eine einstufige Rückwärtsausbreitungsberechnung ermöglicht. Durch die Integration einer speziell entwickelten virtuellen digitalen Phasenmodulation in die geteilte Lohmann-Linse ermöglicht ihre Methode eine hochpräzise Rekonstruktion von 3D-Szenen mit präziser Tiefenwahrnehmung.

Die Bedeutung dieser Forschung liegt in ihrem Potenzial, die Erstellung holografischer Displays zu revolutionieren, indem sie eine praktische Lösung für die Echtzeit-CGH-Erzeugung bietet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die unter Rechenengpässen leiden, garantiert der vorgeschlagene Ansatz eine konstante Rechengeschwindigkeit unabhängig von der Tiefenabtastdichte und ermöglicht so eine nahtlose Integration in verschiedene Anwendungen, die eine immersive 3D-Visualisierung erfordern.

Um die Wirksamkeit ihrer Methode zu validieren, führten die Forscher sowohl Simulationen als auch Experimente durch und demonstrierten damit ihre Fähigkeit, realistische holografische 3D-Anzeigen mit präziser Tiefenwahrnehmung zu erzeugen.

Insgesamt stellt die Studie einen vielversprechenden Fortschritt auf dem Gebiet der computergenerierten Holographie dar und bietet eine praktische Lösung für die Erstellung immersiver 3D-Visualisierungen ohne die rechnerischen Einschränkungen herkömmlicher Methoden. Es trägt dazu bei, den Weg für die breite Einführung holografischer Displays in verschiedenen Branchen und Anwendungen zu ebnen.

Mehr Informationen:
Chenliang Chang et al., Split Lohmann Computational Holography: Schnelle Erzeugung von 3D-Hologrammen in einer einstufigen Beugungsberechnung, Fortschrittlicher Photonik-Nexus (2024). DOI: 10.1117/1.APN.3.3.036001

Zitat: Advancing Real-Time 3D Holographic Display: A New Computer-Generated Holographic Method (8. April 2024), abgerufen am 8. April 2024 von https://phys.org/news/2024-04-advancing-real-3d-holographic- display.html

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By rb8jg

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