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汽车|日本将全息图计算速度增加55倍 实现汽车挡风玻璃3D导航


盖世汽车讯据外媒报道 ， 日本东京都立大学(原名首都大学东京)的研究人员研发了一种新方法 ， 以计算抬头显示器(HUD)和近眼显示器(NED)的简单全息图 。 此种方法比传统算法快56倍 ， 而且不需要采用耗电的图形处理单元(GPU) ， 而只需在普通的PC计算核心上运行 ， 这为研发紧凑、节能的增强现实设备开辟了道路 ， 如汽车挡风玻璃和眼镜上的3D导航设备 。
【汽车|日本将全息图计算速度增加55倍 实现汽车挡风玻璃3D导航】(图片来源：东京都立大学)
全息图这个词有一点科幻小说的感觉 ， 但是全息术是一种记录光波的振幅和位相分布并再现物体三维图像的技术 ， 显微镜、纸币防伪、先进的数据存储技术等都纷纷采用此种技术 。 也就是说 ， 除了用于最明显的应用：3D显示屏之外 ， 该技术无处不在 。 无需特殊眼镜的3D显示屏还没得到普及 ， 而虚拟现实(VR)技术等先进技术大多都依赖光学技巧 ， 让人眼相信看到了3D的物体 ， 但是这并不是总具有可行性 ， 也限制了应用范围 。
其中的一个原因是生成3D物体的全息图是一项计算繁重的工作 ， 因而每次计算都很慢且耗电 ， 当想要展示实时变化的大型3D图像时 ， 会被严重限制 。 此外 ， 大多数全息术还需要GPU等特制硬件 ， 此种耗电芯片专为现代游戏提供动力 ， 这一切都严重限制了3D显示器的部署 。
因此 ， 由助理教授Takashi Nishitsuji领导的一个团队研究了全息图是如何被计算出来的 ， 并意识到并不是所有的应用都需要完整渲染3D多边形 。 通过只专注于3D物体的边缘 ， 成功地大大减少计算全息图的计算负荷 。 特别是 ， 研究人员避免采用驱动全多边形全息图的密集型数学法——快速傅里叶变换 。
该团队通过在一个空间光调制器(SLM)上显示全息图 ， 并用激光照射以产生真实的3D图像 ， 从而将仿真数据与真实实验相结合 。 在实现高分辨率的同时 ， 研究人员发现 ， 该方法计算全息图的速度快了56倍 ， 而且与采用较慢传统方法制作的图像相比 ， 效果更好 。 重要的是 ， 该团队只采用了一个没有配备独立图形处理单元的普通PC计算核心 ， 使得整个过程都大大减少了资源消耗 。
在更简单的计算核心上进行更快的计算意味着可以实现更轻、更紧凑、更节能的设备 ， 而且此类设备可用于更广泛的设置 。 该团队目前正在研发汽车挡风玻璃抬头显示器(HUD) ， 用作导航目的 ， 甚至还在研发增强现实眼镜 ， 以实现利用手动程序传递指令 ， 而这两项应用都有很好的发展前景 。


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