Efficient computation of motion picture hologram based on video compression approach

立体像表示のホログラムを計算機で生成する技術（Computer Generated Holography: CGH）において、まず、高品質な立体像として動きを持つ像を再生するために、ハードコピーのホログラムで3Dのアニメーションを表示するCGHの再生方法及び計算方法を検討した。アナログで光学的に記録されたホログラムを使用してアニメーションを再生する方法として、２ステップ記録法が過去に提案されている。しかし、この方法をそのまま模倣した場合、２段階の伝搬計算が必要となり、計算コストが大幅に増加する。そのため、研究代表者らがこれまでに開発した「光線－波面変換」方式に基づく手法を使用して、１段階の波面伝搬計算で同等なCGH計算を達成する方法を開発した。さらにこの提案手法を使用して、９フレームから成るアニメーションの立体像のホログラムを計算した。そして再生照明光の点滅により高品質な立体像表示が可能なハードコピーとしてのホログラムを作成できることを、再生シミュレーションにより確認した。またこの手法で再生した立体像を観察する位置を変えたときに生じるクロストークの影響についてもシミュレーションにより検討を行った。並行して、3D物体の動きに応じた効率的なライトフィールド生成手法の3Dタッチインタフェースシステムへの実装や、フレーム間の冗長性を利用して動画CGHの計算量を削減する手法についての検討も実施し、複数の方法について計算アルゴリズムの実装の準備を完了した。

立体像表示のホログラムを計算機で生成する技術（Computer Generated Holography: CGH）において、まず、高品質な立体像として動きを持つ像を再生するために、ハードコピーのホログラムで3Dのアニメーションを表示するCGHの再生方法及び計算方法を検討した。アナログで光学的に記録されたホログラムを使用してアニメーションを再生する方法として、２ステップ記録法が過去に提案されている。しかし、この方法をそのまま模倣した場合、２段階の伝搬計算が必要となり、計算コストが大幅に増加する。そのため、研究代表者らがこれまでに開発した「光線－波面変換」方式に基づく手法を使用して、１段階の波面伝搬計算で同等なCGH計算を達成する方法を開発した。さらにこの提案手法を使用して、９フレームから成るアニメーションの立体像のホログラムを計算した。そして再生照明光の点滅により高品質な立体像表示が可能なハードコピーとしてのホログラムを作成できることを、再生シミュレーションにより確認した。またこの手法で再生した立体像を観察する位置を変えたときに生じるクロストークの影響についてもシミュレーションにより検討を行った。並行して、3D物体の動きに応じた効率的なライトフィールド生成手法の3Dタッチインタフェースシステムへの実装や、フレーム間の冗長性を利用して動画CGHの計算量を削減する手法についての検討も実施し、複数の方法について計算アルゴリズムの実装の準備を完了した。