High-speed acoustic holography with arbitrary scattering objects.
High-speed acoustic holography with arbitrary scattering objects.
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具有任意散射物体的高速声全息术
DOI：
10.1126/sciadv.abn7614
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发表时间：
2022-06-17
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
高速声全息术的最新进展使得具有触觉和听觉的基于悬浮的体积显示成为可能。然而，目前的方法不计算物体表面的声音散射;因此，内部的任何物理物体都可能使声场失真。在这里，我们提出了一种快速的计算技术，允许高速多点悬浮，即使与任意的声音散射表面，并展示了体积显示，在任何物理对象的存在下工作。我们的技术有一个两步散射模型和一个简化的悬浮求解器，它们一起可以实现每秒超过10，000次更新，以创建静态声音散射物体上方和下方的体积图像。该模型估计换能器的贡献，在真实的时间，通过重新制定的边界元法的声全息，和求解器创建多个悬浮陷阱。我们解释了我们的技术如何实现其速度与陷阱质量的最小损失，并说明它如何通过演示混合现实交互式应用程序将数字和物理内容结合在一起。一种快速的计算方法允许在存在声散射体的情况下对声悬浮物体进行高速操纵。
Recent advances in high-speed acoustic holography have enabled levitation-based volumetric displays with tactile and audio sensations. However, current approaches do not compute sound scattering of objects’ surfaces; thus, any physical object inside can distort the sound field. Here, we present a fast computational technique that allows high-speed multipoint levitation even with arbitrary sound-scattering surfaces and demonstrate a volumetric display that works in the presence of any physical object. Our technique has a two-step scattering model and a simplified levitation solver, which together can achieve more than 10,000 updates per second to create volumetric images above and below static sound-scattering objects. The model estimates transducer contributions in real time by reformulating the boundary element method for acoustic holography, and the solver creates multiple levitation traps. We explain how our technique achieves its speed with minimum loss in the trap quality and illustrate how it brings digital and physical content together by demonstrating mixed-reality interactive applications. A fast computational method allows high-speed manipulation of acoustically levitated objects in the presence of sound-scatterers.
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影响因子：
2.7
作者：
LIU, DC;NOCEDAL, J
通讯作者：
NOCEDAL, J
DOI：
10.1109/tuffc.2011.1995
发表时间：
2011-08-01
影响因子：
3.6
作者：
Andrade, Marco A. B.;Perez, Nicolas;Adamowski, Julio C.
通讯作者：
Adamowski, Julio C.
影响因子：
27.1
作者：
Geng J
通讯作者：
Geng J
影响因子：
13.6
作者：
Foresti D;Kroll KT;Amissah R;Sillani F;Homan KA;Poulikakos D;Lewis JA
通讯作者：
Lewis JA
影响因子：
16.6
作者：
Marzo A;Seah SA;Drinkwater BW;Sahoo DR;Long B;Subramanian S
通讯作者：
Subramanian S