拡張光線情報を用いた3次元ディスプレイの体系的記述とホログラフィ計算手法

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25880019
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Research Institution: Hosei University
• Principal Investigator: 小池 崇文 法政大学, 情報科学部, 教授 (30530399)
• Project Period (FY): 2013-08-30 – 2015-03-31
• Keywords: 光線情報処理 / ホログラフィ / ライトフィールド / 3次元ディスプレイ

Research Abstract

ホログラフィ方式を含む3次元ディスプレイの体系的記法の構築を行った．3次元ディスプレイは，構成デバイスや立体知覚の方法などに多数の種類がある．そのため，3次元ディスプレイの分類方法は，今までに多数提案されているが，論理的に分類する手法の確立はされていなかった．本研究では，光の出射位置と出射方向を表すライトフィールド (4次元光線情報) の概念を用いることで，ほとんどの3次元ディスプレイを統一的に理解する事を可能にした．具体的には，3次元ディスプレイの定性的な違いは，ライトフィールドの再現性能の違いとして，解析した．又，点像分布関数を用いることで，3次元ディスプレイの定量化も可能となり，異なる方式間の比較評価も可能となった．
ライトフィールドは幾何光学の範囲で成立する概念であり，コヒーレント光や回折光を取り扱うことが出来ない．そのため，そのままではホログラフィ方式の3次元ディスプレイを取り扱うことが出来ない．そこで，ライトフィールドの概念を拡張し，位相を取り扱えるようにすることで，ホログラフィ方式も扱えるような方法を検討した．
また，ホログラフィ方式の3次元ディスプレイ環境を構築した．小型の反射型液晶パネルとレーザー光を用いて，ホログラフィデータから，実際の3次元ホログラフィ映像を表示する実験装置である．その結果，既存のホログラフィデータ計算方式と提案方式の両者で生成したホログラフィデータを視覚的に比較検討できるようになった．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

申請書の通り，3次元ディスプレイの体系的記法の構築を行った．拡張ライトフィールドを用いたホログラフィデータの計算アルゴリズムについては，まだ未完成であるが，先行してホログラフィ方式3次元ディスプレイ環境の構築を行ったため，2年間の研究計画に照らし合わせると順調に推移しているといえる．また，計画ではメガネ方式3次元ディスプレイを用いた実験も計画していたが，ホログラフィ方式3次元ディスプレイの実験環境が予定より早く完成したため，メガネ方式3次元ディスプレイを用いたホログラフィ方式の見え方のシミュレーションを行わずとも研究が遂行可能となった．

Strategy for Future Research Activity

当初より少し遅れているホログラフィデータ計算アルゴリズムを完成させ，当初の計画通り，ライトフィールド取得カメラで取得した3次元画像の変換処理と表示実験を行う．