MicroCloud Hologram Inc. ha annunciato di aver sviluppato diversi algoritmi per la generazione di contenuti digitali olografici 3D basati sulla tecnologia di imaging computerizzato. Questi algoritmi sono il risultato della ricerca e dello sviluppo indipendenti dell'Azienda, che favoriscono l'ulteriore miglioramento del sistema di protezione della proprietà intellettuale dell'Azienda, il mantenimento della sua leadership tecnologica e il potenziamento della sua competitività di base. In base ai vari problemi tecnici affrontati dall'attuale tecnologia CGH, in particolare l'efficienza, HOLO sviluppa e applica molteplici algoritmi nella tecnologia CGH e li ottimizza per migliorare l'efficienza e la qualità delle immagini digitali olografiche 3D.

La tecnologia CGH scompone gli oggetti 3D in più unità di base, poi li modifica con i dati di profondità di campo e sovrappone sinteticamente tutti i dati delle unità di base per ottenere immagini digitali olografiche. Pertanto, l'enorme calcolo coinvolto nella tecnologia CGH rappresenta una grande sfida per la realizzazione di display 3D olografici dinamici in tempo reale, soprattutto nel caso di oggetti 3D complessi e di immagini digitali olografiche di grandi dimensioni. HOLO applica tre algoritmi, ossia l'algoritmo basato sulla matrice di punti, l'algoritmo basato sui poligoni e l'algoritmo basato sui livelli, per migliorare l'efficienza computazionale e applicare l'algoritmo ottimizzato alla CGH.

La tecnologia CGH sviluppata da HOLO, basata sull'algoritmo a matrice di punti, rappresenta gli oggetti olografici 3D da milioni di matrici di punti, dove ogni pixel dell'oggetto è rappresentato da un punto che irradia l'onda sferica del contenuto digitale olografico. La distribuzione dell'ampiezza complessa del contenuto digitale olografico può essere ottenuta sovrapponendo tutti i punti target. Il carico computazionale può essere ridotto in modo significativo calcolando in anticipo i punti di tutti i possibili oggetti e memorizzandoli nel giudizio anticipato del computer.

L'algoritmo basato sulla matrice di punti di HOLO può essere ottimizzato online e offline, e i dati della matrice di punti digitale olografica 3D possono essere precalcolati e memorizzati in tabelle offline, accelerando così la generazione di ologrammi. Inoltre, per ridurre l'occupazione della memoria interna dei contenuti digitali olografici 3D, l'algoritmo basato sulla matrice di punti può dividere gli oggetti olografici 3D in più piani di taglio 2D lungo la direzione assiale. Il punto centrale dell'oggetto di ciascun piano di taglio è dominante, gli altri punti target possono essere calcolati in base alla relazione di posizione relativa in coordinate spaziali, calcolando lo spostamento della matrice di punti nello stesso piano, e il risultato si ottiene sommando l'offset di tutti i punti target moltiplicando l'ampiezza corrispondente. Ciò consente una riduzione significativa del calcolo e dell'utilizzo della memoria.

L'algoritmo di HOLO basato sulla matrice di punti per la CGH non solo preserva i dati completi di fase e profondità di campo dell'immagine digitale olografica, ma migliora anche l'efficienza computazionale complessiva. Un altro modo per accelerare il calcolo nell'algoritmo basato sulla matrice di punti di HOLO per la CGH è quello di ridurre l'area di calcolo di ciascun punto oggetto. Ad esempio, quando non è necessario un contenuto di immagine digitale olografica di alta precisione con milioni di punti di dati, oppure quando non è richiesta un'alta precisione per alcune aree dello stesso strato o fotogramma, si possono adottare algoritmi di contenuto digitale olografico basati su poligoni.

L'algoritmo basato sui poligoni di HOLO tratta gli oggetti olografici 3D come migliaia di poligoni invece di milioni di punti. In questo modo, il numero di unità computazionali viene ridotto in modo significativo. L'algoritmo tratta ogni poligono come un'apertura poligonale e il CGH viene creato aggiungendo le mappe di diffrazione di tutte le aperture poligonali.

Inoltre, in combinazione con gli algoritmi di rendering della computer grafica, l'algoritmo basato sui poligoni può facilmente aggiungere texture e ombre alle scene 3D. Il problema centrale dell'algoritmo basato sui poligoni è il calcolo della diffrazione tra il piano inclinato e il piano olografico. Nell'algoritmo, gli oggetti olografici 3D sono divisi in migliaia di poligoni inclinati che non sono paralleli ai livelli planari.

L'algoritmo basato sui poligoni definisce i poligoni di base con funzioni di ampiezza e fase nel sistema di coordinate locale e calcola i loro spettri, quindi calcola i parametri fondamentali nella matrice di trasformazione 3D dai vettori dei vertici dei poligoni di base e inclinati, utilizzando una matrice. La trasformazione olografica 3D contiene traslazioni, rotazioni e trasformazioni di scala nello spazio 3D, quindi i parametri fondamentali della matrice di trasformazione 3D possono essere utilizzati per calcolare il CGH, risparmiando così la rappresentazione dei poligoni, riducendo i calcoli di diffusione e non avendo limiti di profondità. Per accelerare il calcolo, viene applicato un algoritmo completamente risolto basato sui poligoni, che può rappresentare esplicitamente lo spettro risolto dal poligono di base; lo spettro angolare globale di qualsiasi poligono nel piano olografico può essere calcolato utilizzando lo spettro risolto della matrice di trasformazione del poligono di base e del poligono inclinato.

Gli algoritmi basati sulla matrice di punti e sui poligoni possono fornire informazioni geometriche accurate delle scene 3D, ma sono comunque computazionalmente intensivi. HOLO sviluppa anche algoritmi basati su strati per ridurre il numero di unità di calcolo e accelerare la computazione. L'algoritmo a strati divide l'oggetto olografico 3D in diversi strati paralleli al piano olografico e ogni strato è considerato un'unità di calcolo separata.

L'algoritmo utilizza la diffrazione per calcolare i sub-ologrammi di ogni strato e poi ottiene il CGH sovrapponendo tutti i sub-ologrammi. A causa della risoluzione limitata degli occhi umani, l'algoritmo basato su strati ha unità computazionali più piccole rispetto all'algoritmo basato su punti o poligoni. La tecnologia CGH di HOLO utilizza anche il metodo dello spettro angolare, che evita l'approssimazione dell'asse vicino, calcola il campo di diffrazione esatto e ottimizza la velocità di calcolo. L'algoritmo basato sui punti, l'algoritmo basato sui poligoni e l'algoritmo basato sui livelli di HOLO possono essere applicati a diversi contenuti digitali olografici 3D o alla stessa produzione di contenuti digitali olografici 3D, in base alle diverse esigenze dei clienti e delle scene.

Questi tre algoritmi sono progettati per ottimizzare il metodo di calcolo e migliorare l'efficienza del calcolo, che può generare rapidamente contenuti digitali olografici. Hanno un contributo molto positivo nel settore immobiliare, nell'e-commerce, nell'istruzione e in altri settori che oggi stanno realizzando contenuti olografici 3D. Diverse industrie hanno bisogno di contenuti olografici 3D o di servizi di visualizzazione di prodotti leggeri per accelerare l'efficienza di risposta del terminale.

L'algoritmo di contenuti digitali olografici 3D sviluppato da HOLO può migliorare efficacemente l'efficienza computazionale, quindi ha un'importanza fondamentale per il settore e un valore applicativo.