2017 Fiscal Year Annual Research Report
Real-time electroholography using time-division multiplexing method, and software development for gradation representation
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15K00153
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
高田 直樹 高知大学, 教育研究部自然科学系理学部門, 教授 (50290713)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 電子ホログラフィ / 三次元動画再生 / 計算機合成ホログラム / Graphics Processing Unit / 時分割表示 / リアルタイム処理 / 高性能計算 / 並列分散計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
計算機合成ホログラム（CGH）による三次元動画像再生技術（電子ホログラフィ）は，究極の立体テレビになるものと考えられている. 本研究では，コストパフォーマンスに優れた時分割表示方式電子ホログラフィのリアルタイム再生を中心に扱う．GPUクラスタシステムによる計算高速化にとどまらず時分割表示による残像効果を利用して，さらなる高速化を実現させる．また，時分割表示方式のリアルタイムカラー再生は単色よりも3倍高速である必要があり容易ではない．本研究では高速なネットワークとGPUクラスタシステムを用いてリアルタイム再生を実現する.さらに，ソフトウェアによる再生像の色調整技術を確立し，多色化を目指す．
本年度は，昨年度開発した重み付きバイナリ計算機合成ホログラムによる階調を持つ三次元物体の再生を行うソフトウェアを改良して，階調を持つ三次元物体のカラー再生に成功した．これにより，色調整も容易に行うことが可能となった．
また，重み付き計算機合成ホログラムを用いた時分割表示方式電子ホログラフィによる階調を持つ三次元物体の動画再生も試みた．動画再生に用いた三次元物体は，物体点の奥行を８階調で表現し，7850点の物体点からなる．動画の各フレームにおいて，重み付き計算機合成ホログラムで構成された３枚のビットプレーンを高速表示する必要がある．そのため，120Hzのリフレッシュレートで再生可能なデジタル・マイクロミラー・デバイス（DMD）を用いた．DMDでは，RGBの画像を時分割表示することでカラー再生を実現している．RGBの画像の代わりに３枚の重み付きバイナリCGHを再生することで，ちらつきのない動画再生を実現した．さらに，７枚のGPU（NVIDIA GeForce GTX TITAN X）を搭載したGPUクラスタシステムを用いて，77fpsのフレームレートでリアルタイム再生することに成功した．
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[Journal Article] Fast time-division color electroholography using a multiple-graphics processing unit cluster system with a single spatial light modulator2017
Author(s)
H. Araki, N. Takada, S. Ikawa, H. Niwase, Y. Maeda, M. Fujiwara, H. Nakayama, M. Oikawa, T. Kakue, T. Shimobaba, and T. Ito
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Journal Title
Chinese Optics Letters
Volume: 15
Pages: 120902-
DOI
Peer Reviewed
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