?在一眾三維技術(shù)里,虛擬現(xiàn)實(shí)備受市場(chǎng)關(guān)注——虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)作為一種能夠使人以沉浸的方式進(jìn)入和體驗(yàn)人為創(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)至今也仍未成為電視或計(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)讓用戶感到不適。雖然用戶實(shí)際上是注視著2D顯示器,但VR會(huì)產(chǎn)生3D觀看的錯(cuò)覺,從而使人視覺疲勞和感到頭暈惡心。

在這樣的背景下,全息圖對(duì)應(yīng)而出。全息圖是以激光為光源,用全景照相機(jī)將被攝體記錄在高分辨率的全息膠片上構(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)很微小但卻很復(fù)雜的干涉模式中。

長(zhǎng)期以來(lái),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(lái)進(jìn)行物理模擬,這不僅非常耗時(shí),而且產(chǎn)生的效果真實(shí)感不高。

近日,來(lái)自麻省理工學(xué)院的研究者已經(jīng)開發(fā)出一種幾乎可以立即生成全息圖的研究方法。研究人員表示,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。

陳根：虛擬現(xiàn)實(shí)引入全息技術(shù)，破解視覺疲勞困局

具體來(lái)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)存效率(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,分辨率為1920×1080像素。

利用低功耗的設(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(lái)的虛擬和增強(qiáng)中具有出色的實(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(lái)啟用該方法。研究人員表示,此次張量全息術(shù)的新方法或?qū)⑼苿?dòng) VR 和 3D 打印等領(lǐng)域引入全息技術(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。