Large-Scale Pixel Computation for 3D Holographic Display with Fine Granularity and Wide View Angle
Project/Area Number |
17K00265
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Research Field |
Human interface and interaction
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Research Institution | Utsunomiya University |
Principal Investigator |
Baba Takanobu 宇都宮大学, オプティクス教育研究センター, 教授 (70092616)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大津 金光 宇都宮大学, 工学研究科, 教授 (00292574)
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Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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Keywords | ヒューマンインターフェイス / 計算機ホログラム / ギガピクセル / マルチGPUクラスタ / ヒューマンインタフェース / バーチャルリアリティ |
Outline of Final Research Achievements |
The 3D holograhpic display has long been expected as a future human interface.In order to realize the display with high resolution and wide view angle, we have developed a new FFT-based Fresnel algorithm, called object decomposition method, verified the correctness by optical experiments, and estimated the effectiveness by simulation. Further, we have developed a 8-node cluster environment where each node has 2 GPUs and implemented the parallel algorithm on it. Experimental results show that intra- and inter-node optimizations attain an execution time of 4.28 sec for generating a 1.6 giga-pixel hologram from a 3.2 giga-pixel object. It means a 237.92 times speed-up of the sequential processing by CPU and 41.78 times speed-up of multi-threaded execution on multicore-CPU, using a conventional FFT-base algorithm.
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
3次元のホログラフィックディスプレイは、ゴーグル等特別な装置を用いることなく3次元画像を見ることができるため、これからの3Dディスプレイとして期待されている。しかし、人間の視覚特性に対応し、ディスプレイに要求される広い視野角を確保するには、大規模ピクセルの計算技術が求められる。本研究の意義は、(1)3Dオブジェクトを分割した上で、FFTベースの新規なアルゴリズムにより、3D画像再構成が行えることを光学的に実証したこと、及び(2)実際に8ノードのマルチGPUクラスタを構築して実験を行い3.2ギガピクセルオブジェクトから1.6ギガピクセルホログラムの生成を4.28秒で行えることを実証した点にある。
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Report
(4 results)
Research Products
(8 results)
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[Presentation] Data distribution method for fast giga-scale hologram generation on a multi-GPU cluster2018
Author(s)
T. Baba, S. Watanabe, B. J. Jackin, K. Ootsu, T. Ohkawa, T. Yokota,Y. Hayasaki,and T. Yatagai
Organizer
Proc. ApPLIED2018, Advanced tools, programming languages, and PLatforms for Implementing and Evaluating algorithms for Distributed systems
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