MICROCLOUD HOLOGRAM INC. MicroCloud Hologram Inc. ha anunciado que desarrolla múltiples algoritmos para generar contenidos digitales holográficos en 3D basados en la tecnología de imágenes por ordenador. Estos algoritmos son el resultado de la investigación y el desarrollo independientes de la empresa, que contribuyen a mejorar aún más el sistema de protección de la propiedad intelectual de la empresa, mantener su liderazgo tecnológico y aumentar su competitividad básica. De acuerdo con los diversos problemas técnicos a los que se enfrenta la tecnología CGH actual, especialmente la eficiencia, HOLO desarrolla y aplica múltiples algoritmos en la tecnología CGH y los optimiza para mejorar la eficiencia y la calidad de las imágenes digitales holográficas en 3D.
La tecnología CGH descompone los objetos 3D en múltiples unidades básicas, después las edita con datos de profundidad de campo y superpone sintéticamente todos los datos de las unidades básicas para obtener imágenes digitales holográficas. Por lo tanto, el enorme cálculo que implica la CGH es un gran reto para realizar visualizaciones holográficas 3D dinámicas en tiempo real, especialmente en el caso de objetos 3D complejos y grandes tamaños de imágenes digitales holográficas. HOLO aplica tres algoritmos, a saber, el algoritmo basado en matrices de puntos, el algoritmo basado en polígonos y el algoritmo basado en capas, para mejorar la eficiencia computacional y aplicar el algoritmo optimizado al CGH.
La tecnología CGH desarrollada por HOLO basada en el algoritmo basado en matrices de puntos representa los objetos holográficos en 3D mediante millones de matrices de puntos, donde cada píxel del objeto está representado por un punto que irradia la onda esférica del contenido digital holográfico. La compleja distribución de amplitud del contenido digital holográfico puede obtenerse superponiendo todos los puntos del objetivo. La carga computacional puede reducirse significativamente calculando de antemano los puntos de todos los objetos posibles y almacenándolos en el juicio anticipado del ordenador.
El algoritmo basado en la matriz de puntos de HOLO puede optimizarse en línea y fuera de línea, y los datos de la matriz de puntos digital holográfica en 3D pueden calcularse previamente y almacenarse en tablas fuera de línea, lo que acelera la generación de hologramas. Además, para reducir la ocupación de la memoria interna del contenido digital holográfico en 3D, el algoritmo basado en la matriz de puntos puede dividir los objetos holográficos en 3D en múltiples planos de corte en 2D a lo largo de la dirección axial. Y el punto central del objeto de cada plano de corte es dominante, los demás puntos objetivo' pueden calcularse según la relación de posición relativa en coordenadas espaciales computando el desplazamiento de la matriz de puntos en el mismo plano, y el resultado se obtiene sumando el desplazamiento de todos los puntos objetivo multiplicando la amplitud correspondiente. Esto permite una reducción significativa tanto del cálculo como del uso de memoria.
El algoritmo de HOLO basado en matrices de puntos para CGH no sólo conserva los datos completos de fase y profundidad de campo de la imagen digital holográfica, sino que también mejora la eficacia general del cálculo. Otra forma de acelerar el cálculo en el algoritmo basado en matriz de puntos de HOLO para CGH es reducir el área de cálculo de cada punto de objeto. Por ejemplo, cuando no se requiere un contenido de imagen digital holográfica de alta precisión con millones de puntos de datos o cuando no se requiere una alta precisión para ciertas áreas de la misma capa o trama, se pueden adoptar algoritmos de contenido digital holográfico basados en polígonos.
El algoritmo basado en polígonos de HOLO trata los objetos holográficos 3D como miles de polígonos en lugar de millones de puntos. De este modo, el número de unidades de cálculo se reduce considerablemente. El algoritmo trata cada polígono como una abertura poligonal, y el CGH se crea sumando los mapas de difracción de todas las aberturas poligonales.
Además, combinado con algoritmos de renderizado de gráficos por ordenador, el algoritmo basado en polígonos puede añadir fácilmente texturas y sombras a las escenas tridimensionales. El problema central del algoritmo basado en polígonos es el cálculo de la difracción entre el plano inclinado y el plano holográfico. En el algoritmo, los objetos holográficos 3D se dividen en miles de polígonos inclinados que no son paralelos a las capas planas.
El algoritmo basado en polígonos define los polígonos base con funciones de amplitud y fase en el sistema de coordenadas local y calcula sus espectros; a continuación, calcula los parámetros centrales de la matriz de transformación 3D a partir de los vectores de vértice de los polígonos base e inclinados mediante una matriz. La transformación holográfica 3D contiene transformaciones de traslación, rotación y escalado en el espacio 3D, por lo que los parámetros centrales de la matriz de transformación 3D pueden utilizarse para calcular el CGH, ahorrando así la representación de polígonos, reduciendo los cálculos de difusión y sin limitaciones de profundidad. Se aplica un algoritmo totalmente resuelto basado en polígonos para acelerar el cálculo, que puede representar explícitamente el espectro resuelto del polígono base; el espectro angular global de cualquier polígono en el plano holográfico puede calcularse utilizando el espectro resuelto de la matriz de transformación del polígono base y el polígono inclinado.
Los algoritmos basados en matrices de puntos y en polígonos pueden proporcionar información geométrica precisa de escenas tridimensionales, pero siguen siendo intensivos desde el punto de vista computacional. HOLO también desarrolla algoritmos basados en capas para reducir el número de unidades computacionales y acelerar el cálculo. El algoritmo basado en capas divide el objeto holográfico 3D en varias capas paralelas al plano holográfico, y cada capa se considera una unidad de cálculo independiente.
El algoritmo utiliza la difracción para calcular los subhologramas de cada capa y luego obtiene el CGH superponiendo todos los subhologramas. Debido a la limitada resolución de los ojos humanos, el algoritmo basado en capas tiene unidades computacionales más pequeñas que el algoritmo basado en puntos o en polígonos. La tecnología CGH de HOLO también utiliza el método del espectro angular, que evita la aproximación al eje cercano, calcula el campo de difracción exacto y optimiza la velocidad de cálculo. El algoritmo basado en puntos, el algoritmo basado en polígonos y el algoritmo basado en capas de HOLO pueden aplicarse a distintos contenidos digitales holográficos en 3D o a la misma producción de contenidos digitales holográficos en 3D según las distintas necesidades de los clientes y las escenas.
Estos tres algoritmos están diseñados para optimizar el método de cálculo y mejorar su eficacia, lo que permite generar rápidamente contenidos digitales holográficos. Tienen una contribución muy positiva en el sector inmobiliario, el comercio electrónico, la educación y otras industrias que hoy en día están haciendo contenidos hacia la holografía 3D. Diversas industrias necesitan contenidos holográficos en 3D o servicios de visualización de productos ligeros para acelerar la eficacia de respuesta del terminal.
El algoritmo de contenido digital holográfico en 3D desarrollado por HOLO puede mejorar eficazmente la eficiencia computacional, por lo que tiene una importancia fundamental para la industria y un valor de aplicación.
