快計算機生成全息圖(CGH)的計算，一系列方法被提出，如：查找表法(look-up table)、遞歸關系法(recurrence relation)、波前記錄平面法(wavefront recording plane)、基于稀疏法(sparsity-based)、塊模型法(patch model)、多邊形模型法(polygon model)、射線-波前轉換法(ray-wavefront conversion)、基于層法(layer-based)。盡管GPU加速可以用于CGH計算，但是在與頭戴式顯示器結合時更傾向于專用的計算硬件系統(tǒng)。技術要點：日本千葉大學的Yota Yamamoto(一作兼通 ...

m × 1m全息圖需要10^12像素，而典型的二維顯示器約10^6像素(增加了 10^6 倍)。當考慮將三維圖像轉換為全息圖的成本時，需要增加 10^6 的計算能力。開發(fā)實用的全息三維圖像系統(tǒng)的研究主要集中在加快處理時間上。當前已經提出了基于查找表或差分法等技術的各種計算機全息算法，并取得了重大進展 。然而，僅僅通過提高軟件的運行速度很難開發(fā)出實用的技術。對于實時處理要面對的大量信息，需要大規(guī)模并行和分布式計算系統(tǒng)。自2000年初以來，GPU計算一直是各個領域積極研究的主題。全息計算非常適合GPU加速，并且使用多塊GPU板的GPU系統(tǒng)已被研究用于電子全息的實時重建。然而，雖然多GPU系統(tǒng)可以加 ...

。相比之下，全息圖像點只有處于從衍射二維 面出發(fā)，并在觀察者的眼睛處結束的線上時才可見。無論全息圖的構圖、分辨率或方向如何，這種被描述為“裁剪(clipping)”或“漸暈(vignetting)”的限制都會存在。裁剪的實際效果是必須像電視一樣觀看全息圖。也就是說，對于有限尺寸的全息圖，可實現(xiàn)的z佳面內視角是圍繞顯示表面有360°。然而，任何單個圖像點周圍的z大視角都小于 360°，并且隨著圖像點遠離全息顯示表面而迅速減小。而自由空間立體顯示器在任何深度的每個圖像點周圍都具有360° 的平面內視角。裁剪幾乎排除了與未來三維顯示器相關的幾乎所有顯示幾何特性，包括長焦投影、高沙盤和環(huán)繞觀察者或其它 ...

流光束生成和全息圖像投影。與多層金屬超表面相比，所提出的超表面在設計復雜性、效率和制造方面都更有優(yōu)勢。此外，由于可以部署具有不同極化響應的介質meta-atoms來構建這種超表面，預計未來可以獲得具有多種功能的各種全空間超表面，這將極大地推動多功能超光學的發(fā)展。a)雙膠合介質型超表面的制造過程。b) 為獲得離軸光聚焦功能 (F1 和 F3) 和渦流光束生成 (F2) 計算的相位分布，以及構成所提出的多功能DMD的頂部 MS1 和底部 MS2 的幾何形狀。c) 在制造DMD期間拍攝的 MS1 和 MS2 的顯微鏡和 SEM 圖像實驗結果：實現(xiàn)全空間投影三個不同的全息圖像的DMD參考文獻：Song ...

絡用于將單色全息圖轉換成具有明場顯微鏡的空間和光譜對比度的等效圖像等效圖像，該圖像在空間和時間上都是不相干的，沒有全息成像的相干偽影。從基于深度學習的計算成像的角度來看，真正將顯微鏡與宏觀成像區(qū)分開來的是顯微鏡在硬件、照明特性、光-物質相互作用、樣品特性和尺寸以及成像距離等方面的精度和可重復性，這些都是數(shù)據(jù)驅動的計算顯微鏡技術取得新成功的核心。此外，即使在一天內，自動掃描顯微鏡也可以生成足夠大的圖像數(shù)據(jù)，例如包含超過 100,000 個訓練圖像pathes以穩(wěn)健地訓練模型。在顯微鏡中使用基于深度學習的方法的一個重要問題是幻覺(hallucination)和偽影的可能性。一般來說，顯微鏡專家可以 ...

，樣品的數(shù)字全息圖可以在焦平面外采集，然后在后處理中通過數(shù)值求解模擬波前傳播過程的衍射積分進行數(shù)字聚焦。數(shù)字全息已在生物學、診斷學和醫(yī)學、微流控和片上實驗室成像(lab on a chip)、三維追蹤、細胞力學、即時檢驗(point of care testing)、環(huán)境監(jiān)測等領域得到了廣泛的應用。相襯層析(phase contrast tomography，PCT)可以從不同方向探測樣品，從而測量出樣品的三維折射率分布。多方向探測可通過移動光源、旋轉樣品的等方式獲得樣品不同方向的信息。當前不足：當前基于數(shù)字全息的PCT需要在機械或光電激光束掃描設備的情況下完成三維成像。文章創(chuàng)新點：基于此，意 ...

維顯示：靜態(tài)全息圖已經被證明可以重建人類視覺系統(tǒng)理解三維所需的所有線索，并且依靠高質量的光敏材料，目前已經可以顯示可信的全彩全息重建。但是現(xiàn)在的問題是，怎樣讓動態(tài)全息也具有靜態(tài)全息的圖像質量。要創(chuàng)造一個全息電視，需要解決三個基本的問題：從三維信息計算全息圖，數(shù)據(jù)的傳輸，全息圖到三維圖像顯示的重建。1）計算生成全息圖從三維圖像計算衍射圖案的理論基礎是基爾霍夫和菲涅爾衍射積分物理模型。但是由于計算所需的浮點數(shù)過大，到目前為止還無法做到實時生成。以720p(1280x720)全息顯示為例，蠻力計算需要每像素100x100個衍射元素以獲得全視差，以及每像素需要4000次乘法和累加，刷新率為60Hz，全 ...

速合成高質量全息圖像在目前來講還難以實現(xiàn)。除此之外，大多數(shù)全息顯示的圖像質量差，還在于顯示的實際光波傳輸與仿真模型之間存在失配問題。技術要點：基于此，斯坦福大學的Yifan Peng(一作)和Gordon Wetzstein(通訊)等提出了一種新的CGH框架，能產生前所未有的圖像保真度和實時幀率。這個框架包含了：相機在環(huán)優(yōu)化策略(直接優(yōu)化或訓練一個可解釋的光波傳輸模型來生成全息圖)、神經網絡架構(第1個能實時生成1080p全彩高質量全息圖像的CGH算法)。(1)全息顯示(所用空間光調制器為相位型SLM)由相干光源產生的復值波場usrc(這個源場可以是平面波or球面波or高斯光束)入射到相位型S ...

無法感知)。全息圖旨在復制物體在真實世界中反射光的效果。從本質上講，今天的全息圖由計算機生成的波前副本組成，該副本從顯示屏投影或投影到透明面板上，使用干涉圖案模仿來自物體的真實世界波前，從而使2D投影呈現(xiàn)3D效果。在全息圖的早期，帶有特殊涂層的照相底片用于記錄波前的幅度和相位信息。今天，使用計算機和顯示器生成全息投影。典型的計算機生成的全息圖由算法計算并使用空間光調制器進行投影1。雖然一些增強現(xiàn)實(AR)系統(tǒng)使用顯示屏幕，如 OLED發(fā)射圖像或用清晰面板反射投影圖像，但先進的全息技術是一種新興的、具有大眾市場潛力的AR可視化方法。基于計算機生成全息(CGH)顯示的AR設備示意圖。CGH上傳到空 ...

照射記錄下的全息圖h(x,y)，得到目標場景o'(x,y)的像軸上圖像的相位共軛特性（上式第二行最后一項）表明，這個像是實像。從場景發(fā)散的波現(xiàn)在正匯聚到像上，其它的圖像元素包含高的空間頻率。如圖6所示，Gabor的方法依賴于自干涉。因此，方程（36）中的三個像是彼此重疊的。離軸全息（見圖7）的發(fā)明可以將三個像分離。此外，數(shù)字電子處理技術的發(fā)展使得全息光學記錄和離軸全息圖回放都可以通過數(shù)字電子處理技術完成。數(shù)字電子處理記錄推動了計算生成全息、衍射光學的發(fā)展。數(shù)字電子處理回放推動了數(shù)字全息的發(fā)展。第一次計算重建全息圖由攝像機拍攝，采樣陣元為256X256，在PDP-6計算機上用快速傅里葉變 ...