階調表現と高精細化が可能な時空間分割電子ホログラフィによる実時間三次元動画再生

使用时空分割电子全息技术进行实时3D视频播放，具有层次表现和高清晰度

基本信息

批准号：
21K11996
负责人：
高田直樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kochi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，実用化に向け，膨大な物体点で構成された階調を持つ三次元物体の高精細なリアルタイム三次元動画再生を実現することを目的とする．令和4年度は，次に示す①～③を行った．①ヘテロ型マルチGPUクラスタによるリアルタイム電子ホログラフィシステムの開発．②Ada LavelaceアーキテクチャのGPUによるCGH計算高速化の検討．③ポータブルホログラフィックプロジェクタを用いた階調を持つ三次元映像の投影．①では，過去の計算資源の有効活用のために，異なるGPUで構成されたヘテロ型マルチGPUクラスタシステムを構築した．また，GPUの性能に合わせてCGH計算の負荷を分散し，異なるGPUで構成されたヘテロ型マルチGPUクラスタシステムでCGH計算を高速化するプログラムを開発した．本研究で開発したヘテロ型マルチGPUクラスタシステムは，理論上，使用するGPUの枚数に制約がない．必要に応じて計算ノードを増加させてスケールアウトすることにより，膨大な物体点で構成された三次元物体のリアルタイム動画再生が可能となる．② 新しいアーキテクチャAda LavelaceのGPUが発売された．Ampereアーキテクチャと同様，CUDAコアに比べてSpecial Function Unit（SFU）の数が少なくなっている．昨年度開発したCGH計算アルゴリズムを用いて高速なCGH計算を実現できるかを検討した．③において，小型のDMDを搭載したプロジェクタ評価ボードをシングルボードコンピュータに搭載したポータブルホログラフィックプロジェクタを開発した．重み付きバイナリCGH(BW-CGH)を用いて，光源の明るさの調整やCGHの再計算をせずに，再生される三次元映像の明るさを自在に調整することが可能となった．

这项研究旨在实现三维对象的高清，实时，三维视频播放，其渐变由大量对象点组成，以准备实际使用。在2022财政年度，进行了以下①至③。 1）使用异型多GPU簇开发实时电子全息系统。 2）考虑使用ADA Lavelace架构中GPU的CGH计算速度提高。 3。使用便携式全息投影仪对三维图像的投影。在1中，构建了由不同GPU组成的异质型多GPU群集系统，以有效利用过去的计算资源。我们还开发了一个程序，该程序根据GPU的性能分布CGH计算的负载，并在异质型多GPU群集系统中加速CGH计算，该群集由不同的GPU组成。从理论上讲，在本研究中开发的异质型多GPU群集系统对使用的GPU数量没有任何限制。通过根据需要增加计算节点的数量并扩展出来，可以通过巨大对象点组成的三维对象的实时视频播放。 ②一个新的建筑，Ada Lavelace GPU已发布。像安培体系结构一样，特殊功能单元（SFU）少于CUDA核心。我们研究了去年开发的CGH计算算法是否可以实现高速CGH计算。在③中，我们开发了一个便携式全息投影仪，其投影仪评估板配备了一个小型DMD，该板安装了单板计算机上的小型DMD。使用加权二进制CGH（BW-CGH），现在可以自由调整3D图像的亮度，而无需调整光源的亮度或重新计算CGH。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

AmpereアーキテクチャのGPUによる振幅型計算機合成ホログラムの計算高速化

使用Ampere架构的GPU加速振幅型计算机合成全息图的计算

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Towa Mitani;Kohei Suzuki;Naoki Takada;三谷永久,鈴木康平,高田直樹
通讯作者：
三谷永久,鈴木康平,高田直樹

空中投影装置

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

AmpereアーキテクチャのマルチGPUクラスタシステムを用いたリアルタイム時空間分割多重電子ホログラフィ

使用基于Ampere架构的多GPU集群系统的实时时空复用电子全息术

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuuka Narishima;Towa Mitani;Shomu Wada;Kohei Suzuki;Hashizo Hamada;Naoki Takada;成島佑華,森口嘉軌,髙田直樹;和田翔夢,三谷永久,鈴木康平,浜田端三,髙田直樹
通讯作者：
和田翔夢,三谷永久,鈴木康平,浜田端三,髙田直樹

Fast Calculation of Amplitude-Modulated Computer Generated Hologram with Multiple Ampere-GPU Cluster System

多安培-GPU集群系统调幅计算机生成全息图的快速计算