Um grande passo em direção à aplicação prática da holografia 3-D com computadores de alto desempenho
p Imagem holográfica 3D de um vídeo projetado por HORN-8, um computador para fins especiais desenvolvido pela equipe de pesquisa de Tomoyoshi Ito. Crédito:Tomoyoshi Ito
p Cientistas da computação japoneses desenvolveram um computador de propósito especial que pode projetar holografia tridimensional (3-D) de alta qualidade como vídeo. A equipe de pesquisa liderada por Tomoyoshi Ito, que é professor do Institute for Global Prominent Research, Universidade de Chiba, tem trabalhado para aumentar a velocidade das projeções holográficas, desenvolvendo novo hardware. p A holografia tem uma longa história. Desde 1960, quando o primeiro laser foi inventado, muitos trabalhos envolvendo hologramas a laser foram produzidos. Para digitalizar essas tecnologias analógicas e desenvolver técnicas de holografia de elétrons para projetar imagens de holografia 3-D como vídeo, são necessários poderes de computação com mais de 10 quadros por segundo e 1 trilhão de pixels por quadro. Portanto, desenvolvimento de hardware, bem como o desenvolvimento de software correspondente, representa alguns dos maiores desafios para os pesquisadores neste campo.
p Também, para fazer um objeto 3-D a partir de dados bidimensionais (2-D), é necessário considerar vários fatores, incluindo a paralaxe binocular, paralaxe de movimento, ângulo de convergência, ajuste de foco, e estimativas feitas com base na experiência humana. Atualmente, as televisões 3-D gerais (TVs) usam paralaxe binocular para a estereoscopia, mas as crianças não podem usar essa tecnologia porque ela tem o potencial de prejudicar sua saúde, um risco que está relacionado à diferença entre as distâncias que um cérebro percebe e aquelas nas quais os olhos focalizam. Muitos pesquisadores ao redor do mundo têm investido em holografia de vídeo, o que pode permitir que mais pessoas aproveitem as TVs 3-D com segurança.
p Ito, que é astrônomo e cientista da computação, começou a trabalhar em computadores especialmente projetados para holografia, chamado HORN, em 1992. O HORN-8, que adota um método de cálculo, o tipo de amplitude, para ajustar a intensidade da luz, foi reconhecido como o computador mais rápido do mundo para holografia em uma publicação na revista científica internacional
Nature Electronics em 17 de abril, 2018.
p O HORN-8 possui oito chips montados em uma placa FPGA (Field Programmable Gate Array). Crédito:Tomoyoshi Ito
p Com o "tipo de fase" recentemente desenvolvido HORN-8, o método de cálculo para ajustar a fase da luz foi implementado, e os pesquisadores tiveram sucesso em projetar informações de holografia como um vídeo 3-D com imagens de alta qualidade. Esta pesquisa foi publicada em
Optics Express em 28 de setembro, 2018.
p "Temos vindo a desenvolver computadores de alta velocidade para holografia 3-D, implementando o conhecimento da engenharia da informação e da tecnologia da engenharia elétrica e eletrónica e aprendendo conhecimentos da ciência da computação e métodos ópticos, "Ito disse." Este é o resultado da abordagem interdisciplinar de nossa pesquisa que vem sendo conduzida por mais de 25 anos com o esforço louvável de nossos alunos que têm estudado em nosso laboratório. "
p Takashi Nishitsuji, um ex-aluno do laboratório de Ito e agora professor assistente na Tokyo Metropolitan University, quem liderou o experimento, disse "HORN-8 é o fruto da sabedoria de muitas pessoas, Habilidades, e esforços. Queremos continuar a pesquisa do HORN e tentar outros métodos de várias perspectivas para sua aplicação prática. "
p No tipo de fase mais recente do HORN-8, oito chips são montados na placa FPGA (Field Programmable Gate Array). Isso permite evitar um problema de gargalo para a velocidade de processamento com o método de cálculo, pelo qual os chips são impedidos de se comunicarem uns com os outros. Com esta abordagem, HORN-8 aumenta a velocidade de computação em proporção ao número de chips, para que possa projetar holografia de vídeo com mais clareza.