(izquierda) Diferentes imágenes en las profundidades (a) y (b) (ver a la derecha) muestran cómo la distribución de la luz sobre el espacio forma una imagen verdaderamente 3D. (derecha) Esquema de la configuración de holografía. El holograma calculado se muestra en un modulador de luz espacial mientras la luz láser se dirige para reflejarse en su superficie, interferir con el rayo original y formar una imagen 3D en la cámara. Crédito:Universidad Metropolitana de Tokio
Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han desarrollado una nueva forma de calcular hologramas simples para pantallas de visualización frontal (HUD) y pantallas de visión cercana (NED). El método es hasta 56 veces más rápido que los algoritmos convencionales y no requiere unidades de procesamiento de gráficos (GPU) que consumen mucha energía. en lugar de ejecutarse en núcleos informáticos normales de PC. Esto abre el camino al desarrollo compacto, dispositivos de realidad aumentada energéticamente eficientes, incluida la navegación en 3-D en los parabrisas y las gafas de los automóviles.
El término holograma todavía puede tener un tono de ciencia ficción, pero holografía, la ciencia de hacer registros tridimensionales de la luz, se usa en todas partes, de microscopía, prevención del fraude en billetes hasta almacenamiento de datos de última generación. En todos lados, es decir, excepto por su aplicación potencial más obvia:pantallas verdaderamente tridimensionales. El despliegue de pantallas 3-D que no requieren lentes especiales aún no se ha generalizado. Los avances recientes incluyen tecnologías de realidad virtual (VR), pero la gran mayoría se basa en trucos ópticos que convencen al ojo humano de ver las cosas en 3-D. Esto no siempre es factible y limita su alcance.
Una de las razones es que generar un holograma de objetos tridimensionales arbitrarios es un ejercicio computacionalmente pesado. Esto hace que todos los cálculos sean lentos y consuman mucha energía, una limitación importante cuando se desea mostrar imágenes en 3D de gran tamaño que cambian en tiempo real. La gran mayoría requiere hardware especializado como GPU, los chips devoradores de energía que impulsan los juegos modernos. Esto limita severamente dónde se pueden implementar pantallas 3D.
Por lo tanto, un equipo dirigido por el profesor asistente Takashi Nishitsuji observó cómo se calculaban los hologramas. Se dieron cuenta de que no todas las aplicaciones necesitaban una representación completa de polígonos 3D. Al enfocarse únicamente en dibujar el borde alrededor de objetos 3-D, lograron reducir significativamente la carga computacional de los cálculos de hologramas. En particular, podrían evitar el uso de transformadas rápidas de Fourier (FFT), las rutinas matemáticas intensivas que alimentan hologramas con polígonos completos.
El equipo combinó datos de simulación con experimentos reales mostrando sus hologramas en un modulador de luz espacial (SLM) e iluminándolos con luz láser para producir una imagen tridimensional real. En alta resolución, descubrieron que su método podía calcular hologramas hasta 56 veces más rápido, y que las imágenes se comparan favorablemente con las realizadas con más lento, métodos convencionales. En tono rimbombante, el equipo solo usó un núcleo de computación de PC normal sin una unidad de procesamiento de gráficos independiente, haciendo que todo el proceso requiera menos recursos.
Los cálculos más rápidos en núcleos más simples significan más livianos, Dispositivos más compactos de bajo consumo que se pueden utilizar en una gama más amplia de entornos. El equipo persigue el desarrollo de pantallas de visualización frontal (HUD) en los parabrisas de los automóviles para la navegación, e incluso gafas de realidad aumentada para transmitir instrucciones sobre procedimientos técnicos prácticos, Ambas perspectivas emocionantes para el futuro cercano.
