일본산업뉴스요약

홀로그램, 최고속으로 표시
지바대학, 계산방법 개발 / 3차원디스플레이 실용화

지바대학 대학원 공학연구과의 시모바바(下馬場) 교수, 이토(伊藤) 교수의 연구팀은, 빛의 간섭이나 회절을 이용하여 물체를 3차원 영상으로 표현하는 홀로그램을 세계에서 가장 빠른 속도로 계산하여 재생하는 방법을 개발하였다. 알고리즘 개량하여 계산량을 대폭으로 줄이고, 컴퓨터 계산을 통해 일반적인 방법과 비교하여 약 2만배 고속화를 실현하였다. 홀로그래피 기술로 입체 동영상을 재생하는 3차원 디스플레이(Holographic Display)의 실용화가 다가오고 있다.

이번에 개발한 방법의 경우, 100만점(1,000X1,000화소)의 복잡한 3차원 물체를 재생한 시뮬레이션 실험에서, 특수한 하드웨어를 사용하지 않고 계산 시간을 0.5초로 단축하였다. 기존의 방법은 약 1만초가 걸렸다. Holographic Display는 특수한 안경이 필요 없으며, 양안∙운동시차, 눈 초점 조절, 폭주(輻輳) 등의 관점에서 위화감이 없는 입체상을 표시할 수 있다. 입체지각 조건을 모두 충족하기 때문에 “궁극의 입체 디스플레이”라고 불린다. 디스플레이 장치 개발이 진전되는 한편으로, 홀로그램 재생에 방대한 계산이 필요하다는 사실을 생각해 보면, 계산의 고속화가 실용화의 열쇠가 되었다.

시모바바 교수 연구팀은 이번에「웨이블릿(Wavelet) 변환」이라고 불리는 영상처리 방법을 홀로그램의 계산에 응용하였다. 홀로그램을 재생하기에 충분한, 상위 수%의 높은 강도의 신호만을 추출하여 계산에 이용함으로써, 계산량을 약 100분의 1로 줄였다. 또한 홀로그램과 3차원 물체 사이에 가상의 면을 설치하는 방법으로 계산 영역을 좁히는 방법인「파면(波面, Wavefront)기록법」과 조합하여 고속화하였다.

앞으로 연산성능을 높일 수 있는 Graphic Processing Unit(GPU) 등을 채용하면, 20~30배의 고속화가 가능하다. 홀로그램 애니메이션이나 게임 등에 응용할 수도 있으며, 앞으로 응용 범위는 더욱 확대될 것이다.

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