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3次元物体の質感が表現可能な体積型ホログラムプリンタの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H02819
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 マルチメディア・データベース
研究機関日本大学

研究代表者

山口 健  日本大学, 理工学部, 准教授 (90434125)

研究分担者 吉川 浩  日本大学, 理工学部, 教授 (20182735)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
キーワード体積型ホログラム / 出力装置 / フルカラー / 時分割露光 / 同時露光 / 露光の重ね合わせ / 計算機合成ホログラム / 光学系設計 / 制御システム / 干渉 / 視差 / オーバーラップ / 計算範囲 / 再生像 / 記録光学系 / ホログラフィ / 干渉計算 / フルカラー光学系 / 撮影 / 3次元ディスプレイ / 高速計算 / GPU / GPU計算
研究成果の概要

本研究では,フルカラーの3次元像が再生可能な体積型ホログラムを直接出力可能なシステムの開発を行った.記録用の光学系として時分割記録方式と同時露光方式について検討を行った.時分割方式では,フルカラーの像を確認することはできたが,鮮明な像が得にくいという結果が得られた.同時露光方式については,現在も研究中である.次に,干渉縞計算の高速化のため,CPUを用いた方式からGPUを用いた方式に変更した.その結果,シングルGPUで約15倍,マルチGPUでは約27倍の計算の高速化を実現した.再生像の質の向上のため,記録位置を一部重ねる手法を提案し,シミュレーションによる効果を検証した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発を行っている体積型ホログラムプリンタは,特別な技術を有していなくとも誰もが簡単にホログラムを出力できるシステムになる.我々の提案している体積型ホログラム物体波面を再生することが可能であるため,計算する際のデータがあれば物体の質感をそのまま再生することも可能である.計算に関しても,GPUを用いた計算を取り入れることで,これまでよりも数倍から数十倍の計算速度を実現することができた.また,記録する際の質についても,今回提案したフィルタをかけた一部を重ねる手法を用いることで,撮影時間をそこまで犠牲にすることなく,再生像の質を向上できると考えられる.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Partially Overlapping Printing to Improve Image Quality of Volume Hologram Printer - Numerical Simulation -2019

    • 著者名/発表者名
      Hangbo Hua, Takeshi Yamaguchi, and Hiroshi Yoshikawa
    • 学会等名
      OSA Digital Holography and 3-D Imaging
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 露光量特性に基づく波面再生型フルカラー体積ホログラムの出力2018

    • 著者名/発表者名
      廣橋美葵,山口健,吉川浩
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 2種類のCGH用プリンタの開発と種々のCGHの出力例2018

    • 著者名/発表者名
      山口健,吉川浩
    • 学会等名
      ホログラフィックディスプレイ研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 波面再生型フルカラー体積ホログラムプリンタの作製2017

    • 著者名/発表者名
      廣橋美葵,山口健,吉川浩
    • 学会等名
      ホログラフィックディスプレイ研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of Color Volume Hologram Printer2017

    • 著者名/発表者名
      Miki Hirohashi, Takeshi Yamaguchi, Hiroshi Yoshikawa
    • 学会等名
      IWAIT 2017
    • 発表場所
      ペナン(マレーシア)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチカラー体積型ホログラムのマルチGPUを用いた高速計算2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤正輝,廣橋美癸,山口健,吉川浩
    • 学会等名
      映像表現・芸術科学フォーラム2017
    • 発表場所
      お茶の水女子大学(東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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