快計(jì)算機(jī)生成全息圖(CGH)的計(jì)算，一系列方法被提出昭伸，如：查找表法(look-up table)梧乘、遞歸關(guān)系法(recurrence relation)、波前記錄平面法(wavefront recording plane)庐杨、基于稀疏法(sparsity-based)选调、塊模型法(patch model)、多邊形模型法(polygon model)灵份、射線-波前轉(zhuǎn)換法(ray-wavefront conversion)仁堪、基于層法(layer-based)。盡管GPU加速可以用于CGH計(jì)算填渠，但是在與頭戴式顯示器結(jié)合時(shí)更傾向于專用的計(jì)算硬件系統(tǒng)弦聂。技術(shù)要點(diǎn)：日本千葉大學(xué)的Yota Yamamoto(一作兼通 ...
m × 1m全息圖需要10^12像素，而典型的二維顯示器約10^6像素(增加了 10^6 倍)氛什。當(dāng)考慮將三維圖像轉(zhuǎn)換為全息圖的成本時(shí)莺葫，需要增加 10^6 的計(jì)算能力。開發(fā)實(shí)用的全息三維圖像系統(tǒng)的研究主要集中在加快處理時(shí)間上枪眉。當(dāng)前已經(jīng)提出了基于查找表或差分法等技術(shù)的各種計(jì)算機(jī)全息算法徙融，并取得了重大進(jìn)展 。然而瑰谜，僅僅通過(guò)提高軟件的運(yùn)行速度很難開發(fā)出實(shí)用的技術(shù)来农。對(duì)于實(shí)時(shí)處理要面對(duì)的大量信息，需要大規(guī)模并行和分布式計(jì)算系統(tǒng)氏义。自2000年初以來(lái)卦碾，GPU計(jì)算一直是各個(gè)領(lǐng)域積極研究的主題。全息計(jì)算非常適合GPU加速渤早，并且使用多塊GPU板的GPU系統(tǒng)已被研究用于電子全息的實(shí)時(shí)重建职车。然而，雖然多GPU系統(tǒng)可以加 ...
。相比之下悴灵，全息圖像點(diǎn)只有處于從衍射二維 面出發(fā)扛芽，并在觀察者的眼睛處結(jié)束的線上時(shí)才可見。無(wú)論全息圖的構(gòu)圖积瞒、分辨率或方向如何川尖，這種被描述為“裁剪(clipping)”或“漸暈(vignetting)”的限制都會(huì)存在。裁剪的實(shí)際效果是必須像電視一樣觀看全息圖茫孔。也就是說(shuō)叮喳，對(duì)于有限尺寸的全息圖，可實(shí)現(xiàn)的z佳面內(nèi)視角是圍繞顯示表面有360°缰贝。然而馍悟，任何單個(gè)圖像點(diǎn)周圍的z大視角都小于 360°，并且隨著圖像點(diǎn)遠(yuǎn)離全息顯示表面而迅速減小剩晴。而自由空間立體顯示器在任何深度的每個(gè)圖像點(diǎn)周圍都具有360° 的平面內(nèi)視角锣咒。裁剪幾乎排除了與未來(lái)三維顯示器相關(guān)的幾乎所有顯示幾何特性，包括長(zhǎng)焦投影赞弥、高沙盤和環(huán)繞觀察者或其它 ...
流光束生成和全息圖像投影毅整。與多層金屬超表面相比，所提出的超表面在設(shè)計(jì)復(fù)雜性嗤攻、效率和制造方面都更有優(yōu)勢(shì)毛嫉。此外，由于可以部署具有不同極化響應(yīng)的介質(zhì)meta-atoms來(lái)構(gòu)建這種超表面妇菱，預(yù)計(jì)未來(lái)可以獲得具有多種功能的各種全空間超表面承粤，這將極大地推動(dòng)多功能超光學(xué)的發(fā)展。a)雙膠合介質(zhì)型超表面的制造過(guò)程闯团。b) 為獲得離軸光聚焦功能 (F1 和 F3) 和渦流光束生成 (F2) 計(jì)算的相位分布辛臊，以及構(gòu)成所提出的多功能DMD的頂部 MS1 和底部 MS2 的幾何形狀。c) 在制造DMD期間拍攝的 MS1 和 MS2 的顯微鏡和 SEM 圖像實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)現(xiàn)全空間投影三個(gè)不同的全息圖像的DMD參考文獻(xiàn)：Song ...
絡(luò)用于將單色全息圖轉(zhuǎn)換成具有明場(chǎng)顯微鏡的空間和光譜對(duì)比度的等效圖像等效圖像房交，該圖像在空間和時(shí)間上都是不相干的彻舰，沒(méi)有全息成像的相干偽影。從基于深度學(xué)習(xí)的計(jì)算成像的角度來(lái)看候味，真正將顯微鏡與宏觀成像區(qū)分開來(lái)的是顯微鏡在硬件刃唤、照明特性、光-物質(zhì)相互作用白群、樣品特性和尺寸以及成像距離等方面的精度和可重復(fù)性尚胞，這些都是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的計(jì)算顯微鏡技術(shù)取得新成功的核心。此外帜慢，即使在一天內(nèi)笼裳，自動(dòng)掃描顯微鏡也可以生成足夠大的圖像數(shù)據(jù)唯卖，例如包含超過(guò) 100,000 個(gè)訓(xùn)練圖像pathes以穩(wěn)健地訓(xùn)練模型。在顯微鏡中使用基于深度學(xué)習(xí)的方法的一個(gè)重要問(wèn)題是幻覺(hallucination)和偽影的可能性躬柬。一般來(lái)說(shuō)拜轨，顯微鏡專家可以 ...
，樣品的數(shù)字全息圖可以在焦平面外采集允青，然后在后處理中通過(guò)數(shù)值求解模擬波前傳播過(guò)程的衍射積分進(jìn)行數(shù)字聚焦橄碾。數(shù)字全息已在生物學(xué)、診斷學(xué)和醫(yī)學(xué)昧廷、微流控和片上實(shí)驗(yàn)室成像(lab on a chip)堪嫂、三維追蹤偎箫、細(xì)胞力學(xué)木柬、即時(shí)檢驗(yàn)(point of care testing)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用淹办。相襯層析(phase contrast tomography眉枕，PCT)可以從不同方向探測(cè)樣品，從而測(cè)量出樣品的三維折射率分布怜森。多方向探測(cè)可通過(guò)移動(dòng)光源速挑、旋轉(zhuǎn)樣品的等方式獲得樣品不同方向的信息。當(dāng)前不足：當(dāng)前基于數(shù)字全息的PCT需要在機(jī)械或光電激光束掃描設(shè)備的情況下完成三維成像副硅。文章創(chuàng)新點(diǎn)：基于此姥宝，意 ...
維顯示：靜態(tài)全息圖已經(jīng)被證明可以重建人類視覺系統(tǒng)理解三維所需的所有線索，并且依靠高質(zhì)量的光敏材料恐疲，目前已經(jīng)可以顯示可信的全彩全息重建腊满。但是現(xiàn)在的問(wèn)題是，怎樣讓動(dòng)態(tài)全息也具有靜態(tài)全息的圖像質(zhì)量培己。要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)全息電視碳蛋，需要解決三個(gè)基本的問(wèn)題：從三維信息計(jì)算全息圖，數(shù)據(jù)的傳輸省咨，全息圖到三維圖像顯示的重建肃弟。1）計(jì)算生成全息圖從三維圖像計(jì)算衍射圖案的理論基礎(chǔ)是基爾霍夫和菲涅爾衍射積分物理模型。但是由于計(jì)算所需的浮點(diǎn)數(shù)過(guò)大零蓉，到目前為止還無(wú)法做到實(shí)時(shí)生成笤受。以720p(1280x720)全息顯示為例，蠻力計(jì)算需要每像素100x100個(gè)衍射元素以獲得全視差敌蜂，以及每像素需要4000次乘法和累加箩兽，刷新率為60Hz，全 ...
速合成高質(zhì)量全息圖像在目前來(lái)講還難以實(shí)現(xiàn)比肄。除此之外快耿，大多數(shù)全息顯示的圖像質(zhì)量差，還在于顯示的實(shí)際光波傳輸與仿真模型之間存在失配問(wèn)題芳绩。技術(shù)要點(diǎn)：基于此掀亥，斯坦福大學(xué)的Yifan Peng(一作)和Gordon Wetzstein(通訊)等提出了一種新的CGH框架，能產(chǎn)生前所未有的圖像保真度和實(shí)時(shí)幀率妥色。這個(gè)框架包含了：相機(jī)在環(huán)優(yōu)化策略(直接優(yōu)化或訓(xùn)練一個(gè)可解釋的光波傳輸模型來(lái)生成全息圖)搪花、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(第1個(gè)能實(shí)時(shí)生成1080p全彩高質(zhì)量全息圖像的CGH算法)。(1)全息顯示(所用空間光調(diào)制器為相位型SLM)由相干光源產(chǎn)生的復(fù)值波場(chǎng)usrc(這個(gè)源場(chǎng)可以是平面波or球面波or高斯光束)入射到相位型S ...
無(wú)法感知)嘹害。全息圖旨在復(fù)制物體在真實(shí)世界中反射光的效果撮竿。從本質(zhì)上講，今天的全息圖由計(jì)算機(jī)生成的波前副本組成笔呀，該副本從顯示屏投影或投影到透明面板上幢踏，使用干涉圖案模仿來(lái)自物體的真實(shí)世界波前，從而使2D投影呈現(xiàn)3D效果许师。在全息圖的早期房蝉，帶有特殊涂層的照相底片用于記錄波前的幅度和相位信息。今天微渠，使用計(jì)算機(jī)和顯示器生成全息投影搭幻。典型的計(jì)算機(jī)生成的全息圖由算法計(jì)算并使用空間光調(diào)制器進(jìn)行投影1。雖然一些增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)系統(tǒng)使用顯示屏幕逞盆，如 OLED發(fā)射圖像或用清晰面板反射投影圖像檀蹋，但先進(jìn)的全息技術(shù)是一種新興的、具有大眾市場(chǎng)潛力的AR可視化方法云芦「┯猓基于計(jì)算機(jī)生成全息(CGH)顯示的AR設(shè)備示意圖。CGH上傳到空 ...
照射記錄下的全息圖h(x,y)焕数，得到目標(biāo)場(chǎng)景o'(x,y)的像軸上圖像的相位共軛特性（上式第二行最后一項(xiàng)）表明纱昧，這個(gè)像是實(shí)像。從場(chǎng)景發(fā)散的波現(xiàn)在正匯聚到像上堡赔，其它的圖像元素包含高的空間頻率识脆。如圖6所示，Gabor的方法依賴于自干涉善已。因此灼捂，方程（36）中的三個(gè)像是彼此重疊的。離軸全息（見圖7）的發(fā)明可以將三個(gè)像分離换团。此外悉稠，數(shù)字電子處理技術(shù)的發(fā)展使得全息光學(xué)記錄和離軸全息圖回放都可以通過(guò)數(shù)字電子處理技術(shù)完成。數(shù)字電子處理記錄推動(dòng)了計(jì)算生成全息艘包、衍射光學(xué)的發(fā)展的猛。數(shù)字電子處理回放推動(dòng)了數(shù)字全息的發(fā)展耀盗。第一次計(jì)算重建全息圖由攝像機(jī)拍攝，采樣陣元為256X256卦尊，在PDP-6計(jì)算機(jī)上用快速傅里葉變 ...
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