在一衆(zhòng)三維技術(shù)裏,虛擬現(xiàn)實(shí)備受市場(chǎng)關(guān)注——虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)作爲(wèi)一種能夠使人以沈浸的方法進(jìn)入和體驗(yàn)人爲(wèi)創(chuàng)造的虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),是三維場(chǎng)景可視化的重要代表。
然而,盡管經(jīng)過多年宣傳,VR頭戴式耳機(jī)至今也仍未成爲(wèi)電視或計(jì)算機(jī)屏幕上觀看視頻的必備設(shè)備。一個(gè)重要的原因是VR依然會(huì)讓用戶感覺不適。雖然用戶實(shí)際上是注視著2D顯示器,但VR會(huì)産生3D觀看的錯(cuò)覺,從而使人視覺疲勞和感覺頭暈惡心。
在這樣的背景下,全息圖對(duì)應(yīng)而出。全息圖是以激光爲(wèi)光源,用全景照相機(jī)將被攝體記錄在高辨別率的全息膠片上構(gòu)成的圖。與傳統(tǒng)的照片相比,傳統(tǒng)的照片呈現(xiàn)的是真實(shí)的物理圖像,而全息圖則包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對(duì)比度等信息。這些信息儲(chǔ)存在一個(gè)很微小但卻很複雜的幹涉模式中。
長(zhǎng)期以來,研究者們一直在試圖制造出計(jì)算機(jī)生成的全息圖,但傳統(tǒng)上,該過程需要一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)來進(jìn)行物理模擬,這不僅非常耗時(shí),同時(shí)産生的結(jié)果真實(shí)感不高。
邇來,來自麻省理工學(xué)院的研究者已經(jīng)開發(fā)出一種幾乎可以馬上生成全息圖的研究方法。研究人員表達(dá),基于深度學(xué)習(xí)的方法非常高效,使得新方法瞬間就能夠在筆記本電腦上運(yùn)行。
具體來說,新方法能夠?qū)崟r(shí)從單個(gè)RGB深度圖像合成光致彩色3D全息圖。其中,研究人員的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)具有極高的內(nèi)存功效(低于620千字節(jié)),在單個(gè)消費(fèi)級(jí)圖形處理單元上以60赫茲運(yùn)行,辨別率爲(wèi)1920×1080像素。
使用低功耗的設(shè)備上人工智能加速芯片,研究人員的CNN還可以在移動(dòng)(iPhone 11 Pro,1.1赫茲)和edge(Google edge TPU,2.0赫茲)設(shè)備上進(jìn)行交互式運(yùn)行,在未來的虛擬和增強(qiáng)中具有杰出的實(shí)時(shí)性能現(xiàn)實(shí)移動(dòng)頭戴。
研究人員通過引入具有4000對(duì)RGB深度圖像和相應(yīng)3D全息圖的大規(guī)模CGH數(shù)據(jù)集(MIT-CGH-4K)來啟用該方法。研究人員表達(dá),此次張量全息術(shù)的新方法或?qū)⑼苿?dòng) VR 和 3D 打印等土地引入全息技術(shù)。該研究的論文現(xiàn)已發(fā)表在《Nature》上,索尼對(duì)部分研究提供了支持。