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2011 年度 実績報告書

大規模ディジタル合成ホログラムの高速生成が可能なポリゴンベース手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21500114
研究機関関西大学

研究代表者

松島 恭治  関西大学, システム理工学部, 教授 (70229475)

研究分担者 中原 住雄  関西大学, システム理工学部, 准教授 (90067760)
キーワード3次元画像 / ホログラフィ / 応用光学・量子光工学 / ディスプレイ
研究概要

(1)超高解像度ホログラムの作成
本年度は,まず金属的な質感を出すための鏡面レンダリング技術がほぼ完成した.角張ったフラットなポリゴン面だけではなく,テッセレーションを行うことなく同じポリゴン数からスムースな鏡面性鏡面を再生するアルゴリズムを完成している.テッセレーションが不要なため,計算時間も拡散面と変わらず,従来とほぼ同じ時間でレンダリングができる.
また,デジタイズドホログラフィ(デジタル化ホログラフィ)の技術もほぼ完成したと言えよう.これは,通常の古典的なホログラフィと異なり,イメージセンサを用いてデジタル的に干渉縞を記録し,それを超高解像度の計算機合成ホログラムとして再生する技術である.イメージセンサの解像度や物理的分解能は古典的ホログラフィで用いられる感光性材料より何桁も低いため,球面波を参照光として用いるフーリエ型ホログラフィの構成で合成開口を行うことにより,超高解像度計算機合成ホログラムで必要なレベルの分解能と解像度を達成することができた.このようにしてデジタル的に記録した物体光波をポリゴンメッシュの仮想物体やデジタル画像からなる架空の3Dシーンに埋め込み,80億ピクセル規模のホログラムを完成させることができた.このホログラムは,古典的なホログラムと同様に人の感じるすべての生理的立体感を刺激するため,通常の3D画像技術で問題になる輻輳調節矛盾等は一切生じず,深い奥行き感のある自然な3次元像を再生する.一方,このホログラムはデジタル画像であるため,古典的なホログラフィでは困難なシーンのデジタル編集や,デジタル媒体への保存・伝送等が可能である.
(2)リアルタイム電子ホログラフィの再生
電子的表示デバイスで不足する解像度を高フレームレートデバイスを用いて補うための光源スイッチング方式時分割ディスプレイを試作し,これにより再生像を広視域化できることを確認した.

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (25件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 超高解像度CGHにおけるBabinetの原理と部分光波伝搬を用いた隠面消去法2012

    • 著者名/発表者名
      中村将樹, 松島恭冶, 中原住雄
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会誌

      巻: 66巻, 5号 ページ: J136-J143

    • DOI

      DOI:10.1117/1.JEI.21.2.023002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポリゴン法による100億画素規模の超高解像度コンピュータホログラムの作成2012

    • 著者名/発表者名
      松島恭冶, 中原住雄
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 40巻 ページ: 18-27

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple wave-field rendering for photorealistic reconstruction in polygon-based high-definition computer holography2011

    • 著者名/発表者名
      K. Matsushima, H. Nishi, S. Nakahara
    • 雑誌名

      J. Electron. Imaging

      巻: Vol.21, No.2

    • DOI

      DOI:10.1117/1.JEI.21.2.023002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Digitized holography : modern holography for 3D imaging of virtual and real objects2011

    • 著者名/発表者名
      K. Matsushima, Y. Arima, S. Nakahara
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: Vol.50, No.34 ページ: H278-H284

    • DOI

      DOI:10.1364/AO.50.00H278

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rendering of specular surfaces in polygon-based computer-generated holograms2011

    • 著者名/発表者名
      H. Nishi, K. Matsushima, S. Nakahara
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: Vol.50, No.34 ページ: H245-H252

    • DOI

      DOI:10.1364/AO.50.00H245

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 数値的レンズ結像を用いた全方向視差計算機合成ホログラムの波動光学的再生シミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      村上和也, 松島恭冶
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会誌

      巻: 65巻, 12号 ページ: 1793-1800

    • DOI

      DOI:10.3169/itej.65.1793

    • 査読あり
  • [学会発表] Image-type high-definition CGHs encoded by optimized error diffusion2012

    • 著者名/発表者名
      H.Yamashita, K.Matsushima, S.Nakahara
    • 学会等名
      Practical Holography XXVI : Materials and Applications
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2012-01-25
  • [学会発表] Computer Holography : 3D Imaging of Virtual and Real Objects2012

    • 著者名/発表者名
      K.Matsushima, H.Nishi, Y.Arima, S.Nakahara
    • 学会等名
      Practical Holography XXVI : Materials and Applications
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2012-01-25
  • [学会発表] GPU支援ライブラリを用いた準リアルタイム波動光学シミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      寺口功, 松島恭治
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2011
    • 発表場所
      大阪大
    • 年月日
      2011-11-30
  • [学会発表] 光源多重方式時分割電子ホログラフィによる水平視域角の拡大2011

    • 著者名/発表者名
      松田篤史, 寺口功, 松島恭治
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2011
    • 発表場所
      大阪大
    • 年月日
      2011-11-29
  • [学会発表] ポリゴン法CGHにおける散乱性位相の細分化を用いた鏡面性表面のスムーズシェーディング2011

    • 著者名/発表者名
      西寛仁, 松島恭治, 中原住雄
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2011
    • 発表場所
      大阪大
    • 年月日
      2011-11-28
  • [学会発表] High-Definition Image CGH Created by the Polygon-Based Method and its Reconstruction by White Light2011

    • 著者名/発表者名
      H.Yamashita, K.Matsushima, S.Nakahara
    • 学会等名
      International Workshop on Holography and related technologies 2011
    • 発表場所
      宇都宮大
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] Computer Holography : 3D Imaging of Virtual and Real Objects2011

    • 著者名/発表者名
      K.Matsushima, H.Nishi, Y.Arima, S.Nakahara
    • 学会等名
      International Workshop on Holography and related technologies 2011
    • 発表場所
      宇都宮大(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] ポリゴン法CGHにおける透明物体のレンダリングの基礎研究2011

    • 著者名/発表者名
      西寛仁, 松島恭治, 中原住雄
    • 学会等名
      映像情報メディア学会立体映像技術研究会
    • 発表場所
      NHK放送技術研究所
    • 年月日
      2011-10-21
  • [学会発表] LD光源のスイッチングにより視域角を拡大した時分割電子ホログラフィ2011

    • 著者名/発表者名
      松田篤史, 寺口功, 松島恭治
    • 学会等名
      映像情報メディア学会立体映像技術研究会
    • 発表場所
      NHK放送技術研究所
    • 年月日
      2011-10-21
  • [学会発表] 自由空間における光波伝搬計算手法とその応用2011

    • 著者名/発表者名
      松島恭治
    • 学会等名
      第12回情報フォトニクス研究グループ研究会
    • 発表場所
      神戸市立神戸セミナーハウス(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] ポリゴン法によるイメージ型超高解像度CGHの合成と白色再生2011

    • 著者名/発表者名
      山下裕士, 松島恭治, 中原住雄
    • 学会等名
      日本光学会ホログラフィック・ディスプレイ研究会
    • 発表場所
      日本大
    • 年月日
      2011-09-09
  • [学会発表] 分散並列処理によるポリゴン法超高解像度CGH生成の高速化と大規模化2011

    • 著者名/発表者名
      小川晃平, 東健太郎, 松島恭治, 中原住雄
    • 学会等名
      日本光学会ホログラフィック・ディスプレイ研究会
    • 発表場所
      日本大
    • 年月日
      2011-09-09
  • [学会発表] 山岳風景を再生する超高解像度CGHの分散処理による合成2011

    • 著者名/発表者名
      東健太郎, 小川晃平, 西寛仁, 松島恭治, 中原住雄
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2011
    • 発表場所
      京都工繊大
    • 年月日
      2011-07-15
  • [学会発表] ポリゴン法CGHにおける鏡面性曲面のレンダリング法2011

    • 著者名/発表者名
      西寛仁, 松島恭治, 中原住雄
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2011
    • 発表場所
      京都工繊大
    • 年月日
      2011-07-15
  • [学会発表] 最適化誤差拡散法を用いたイメージ型超高解像度CGHの合成2011

    • 著者名/発表者名
      山下裕士, 有馬恭旭, 松島恭治, 中原住雄
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2011
    • 発表場所
      京都工繊大
    • 年月日
      2011-07-15
  • [学会発表] 全方向視差CGHにおけるポリゴン単位の高速隠面消去法2011

    • 著者名/発表者名
      中村将樹, 松島恭治, 中原住雄
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2011
    • 発表場所
      京都工繊大
    • 年月日
      2011-07-15
  • [学会発表] デジタル化ホログラフィによる実在物体と仮想物体の混合3次元再生2011

    • 著者名/発表者名
      有馬恭旭, 松島恭治, 中原住雄
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2011
    • 発表場所
      京都工繊大
    • 年月日
      2011-07-15
  • [学会発表] 光源多重方式時分割電子ホログラフィ2011

    • 著者名/発表者名
      松田篤史, 寺口功, 松島恭治
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2011
    • 発表場所
      京都工繊大
    • 年月日
      2011-07-15
  • [学会発表] GPU支援波動光学シミュレーションライブラリ:CudaWaveField2011

    • 著者名/発表者名
      寺口功, 松島恭治
    • 学会等名
      第5回新画像システム・情報フォトニクス研究討論会
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2011-05-31
  • [学会発表] 体積型ホログラムパターンを描画可能な波面プリンタの開発2011

    • 著者名/発表者名
      春口弘喜, 高辻伸幸, 松島恭治
    • 学会等名
      第5回新画像システム・情報フォトニクス研究討論会
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2011-05-31
  • [学会発表] Smooth Shading of Specular Surfaces in Polygon-Based High-Definition CGH2011

    • 著者名/発表者名
      H.Nishi, K.Matsushima, S.Nakahara
    • 学会等名
      3DTV-Conference 2011
    • 発表場所
      Antalya, Turkey
    • 年月日
      2011-05-16
  • [学会発表] Hybrid CGH by Digitized Holography : CGH for Mixed 3D Scene of Virtual and Real Objects2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Arima, K.Matsushima, S.Nakahara
    • 学会等名
      3DTV-Conference 2011
    • 発表場所
      Antalya, Turkey
    • 年月日
      2011-05-16
  • [学会発表] A Novel Method for Rendering Specular and Smooth Surfaces in Polygon-Based High-Definition CGH2011

    • 著者名/発表者名
      H.Nishi, K.Matsushima, S.Nakahara
    • 学会等名
      OSA Topical Meeting on Digital Holography and Three-Dimensional Imaging 2011
    • 発表場所
      東京大
    • 年月日
      2011-05-11
  • [学会発表] Hybrid CGH by Digitized Holography : CGH for Mixed 3D Scene of Virtual and Real Objects2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Arima, K.Matsushima, S.Nakahara
    • 学会等名
      OSA Topical Meeting on Digital Holography and Three-Dimensional Imaging 2011
    • 発表場所
      東京大
    • 年月日
      2011-05-11
  • [学会発表] Digitized Holography : Spatial 3D Imaging of Virtual and Real Objects2011

    • 著者名/発表者名
      K.Matsushima, Y.Arima, S.Nakahara
    • 学会等名
      SPIE Defense, Security+Sensing 2011
    • 発表場所
      Orland, USA(招待講演)
    • 年月日
      2011-04-27
  • [備考]

    • URL

      http://www.laser.ee.kansai-u.ac.jp/Publish.html

  • [備考]

    • URL

      http://www.laser.ee.kansai-u.ac.jp/WaveFieldTools/

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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