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ホログラフィ専用プロセッサの開発による次世代VRシステム

使用专用全息处理器开发的下一代VR系统

基本信息

批准号：
20J10202
负责人：
山本洋太
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ホログラフィは3次元情報を忠実に記録・再生できる手法であり、次世代の3次元映像提示手法として注目を集めている。電子化されたホログラフィを特に電子ホログラフィと呼ぶ。立体視が可能として、現在よく利用されている方式に両眼視差方式がある。システム開発が容易という大きな利点を有しているが、3次元情報を忠実に再現することはできず、長時間の利用により、吐き気や眠気といった3D酔いが発生する。また、子供が使用することで視覚障害が発生する可能性が指摘されるなど、3次元ディスプレイ技術応用への大きな障壁となっている。電子ホログラフィでは、計算機によって3次元情報が記録された2次元的な干渉縞であるComputer-Generated Holograms (CGHs) の計算を行う。CGHをLiquid Crystal Display (LCD) などの液晶ディスプレイに表示し，画面表示を高速に切り替えることで動画の3次元再生も可能である。究極の3次元映像提示手法とも呼ばれる電子ホログラフィであるが、CGHの計算に必要な計算コストを一因として実用へは至っていない。本研究では、読み書き可能なField Programmable Gate Array（FPGA）を使用し、電子ホログラフィ計算に特化した専用計算回路を開発することで、計算の超高速化を目指した。特に、CPUとFPGAをワンチップに搭載したSystem-on-a-chip（SoC）を利用することで、小型で高速なシステム開発を目指した。その結果、組み込み機器向けのGPUと比べ190倍、商用のPC（CPU）と比べ131倍の高速化を達成した。動画として重要なフレームレートは19 fpsである。一般的に10 fps以上あればチラつきのない動画として視聴可能とされており、電子ホログラフィを用いたヘッドマウントディスプレイ実装に必要十分な性能を達成した。

3-D information is recorded, reproduced, and displayed. 3-D information is displayed. The electronic technology is very important. Stereoscopic vision is possible, but now it is possible to use parallax in different ways. It is easy to open up the system, and it is easy to open up the system. It is easy to open up the system. The possibility of occurrence of visual impairment is discussed in detail below. Computer-Generated Holograms (CGHs) are calculated by recording 3D information and 2D information. CGH Liquid Crystal Display (LCD): High speed animation and 3D reproduction possible. The ultimate 3-D mapping tips are called "electronic" and "CGH" calculations. This study aims at the application of FPGA (Field Programmable Gate Array), the development of specialized computing circuits, and the ultra-high speed of computing. In particular, the CPU and FPGA are equipped with System-on-a-chip (SoC) technology, which is aimed at small and high-speed development. As a result, the GPU of the machine is 190 times faster than that of the commercial PC (CPU), and the speed is 131 times faster. Motion pictures are important at 19 fps General 10 fps or more, the video may be used to achieve the necessary performance.