複数の２次元情報を記録・表示する次世代ボリュームディスプレイ

记录并显示多种二维信息的下一代体积显示器

• 批准号: 16J30007
• 负责人: 平山 竜士
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J30007/
• 关键词: 指向性画像表示; ボリュームディスプレイ; 発光ダイオード; FPGA; 3Dクリスタル; インクジェット印刷; フォトクロミック材料

本研究課題では，複数の観察者に対して，それぞれ独立した情報を同時に提供可能な次世代情報伝達システムの開発を行っている．このシステムは，大きく分けて二つの技術に基づいている．一つ目は，複数の2次元画像を一つの3次元構造体に組み込むための独自設計アルゴリズムである．このアルゴリズムで設計された3次元構造体は，見る方向に応じて異なる画像を映し出す．二つ目は，その3次元構造体を表示するためのボリュームディスプレイ技術である．映像化を実現するために必要な技術となっている．本年度にまず取り組んだのが，設計アルゴリズムのフルカラー化・動画化の可能性を視覚的に示すために行ったコンピュータグラフィクスシミュレーションである．先行研究で開発したアルゴリズムを赤・緑・青の三原色に適用することでフルカラーの3次元構造体を設計し，それを時間的に切り替えていくことで動画化も可能であることを示した．この成果は世界最大級のコンピュータグラフィクスに関する国際会議・展覧会一つであるSIGGRAPH 2017で発表した．昨年度に提案した屈折補正に関するアルゴリズムとともに詳細な評価を行い，原著論文として投稿中である．また本年度は，発光ダイオードを用いた電子制御型ボリュームディスプレイに関する研究にも取り組んだ．ボリュームディスプレイの画素である発光ダイオードから発せられる光の輝度をコントロールするために，プログラム可能な大規模集積回路（FPGA）を用いた制御回路を作製した．さらに，上述したアルゴリズムの考え方を適用することで，2方向に異なるフルカラー動画像を表示するシステムを開発した．この成果は，SPIE（国際光学会）の論文誌であるOptics Engineeringで公開されている．

在这个研究项目中，我们正在开发一种下一代信息传输系统，可以同时向多个观察者提供独立的信息。该系统基于两项主要技术。第一个是独特设计的算法，用于将多个 2D 图像合并到单个 3D 结构中。使用该算法设计的三维结构根据观看方向投射不同的图像。二是立体显示技术，用于显示三维结构。它是实现可视化的必要技术。我们今年做的第一件事是计算机图形模拟，以直观地展示设计算法的全彩和动画的可能性。通过将之前研究开发的算法应用于红、绿、蓝三基色，我们设计了全彩三维结构，并表明可以通过随时间切换来创建动画。这一结果在 SIGGRAPH 2017 上公布，SIGGRAPH 是世界上最大的计算机图形学国际会议和展览之一。我们对去年提出的屈光矫正算法进行了详细的评估，目前正在将其作为原始论文提交。今年，我们还致力于使用发光二极管的电子控制体积显示器的研究。我们使用可编程大规模集成电路 (FPGA) 创建了一个控制电路来控制发光二极管（体积显示器的像素）发出的光的亮度。此外，通过应用上述算法概念，我们开发了一种可以在两个不同方向显示全彩色视频图像的系统。该成果发表在国际光学学会（SPIE）旗下期刊Optics Engineering上。

项目成果

レーザー加工機を用いたカラーボリュームディスプレイ作製手法の研究

利用激光加工机制作彩色体积显示器的方法研究

• 发表时间: 2017
• 作者: 瀬尾聡; 平山竜士; 白木厚司; 角江崇; 下馬場朋禄; 伊藤智義
• 通讯作者: 伊藤智義

三次元表示装置及びそれを用いた三次元表示方法

三维显示装置及使用该装置的三维显示方法

• 发表时间: 2016

複数のカラー2次元画像を表示する多層フィルム構造ディスプレイ

可显示多种彩色二维图像的多层薄膜结构显示器

• 发表时间: 2017
• 作者: 平山竜士; 鈴木智孝; 下馬場朋禄; 白木厚司; 成瀬誠; 中山弘敬; 角江崇; 伊藤智義
• 通讯作者: 伊藤智義

Optical Addressing of Multi-Colour Photochromic Material Mixture for Volumetric Display

用于体积显示的多色光致变色材料混合物的光学寻址

• DOI: 10.1038/srep31543
• 发表时间: 2016-08-16
• 影响因子: 4.6
• 作者: Hirayama R;Shiraki A;Naruse M;Nakamura S;Nakayama H;Kakue T;Shimobaba T;Ito T
• 通讯作者: Ito T

Fast, large-scale hologram calculation in wavelet domain

小波域中的快速、大规模全息图计算

• DOI: 10.1016/j.optcom.2017.11.066
• 发表时间: 2018
• 影响因子: 2.4
• 作者: Shimobaba Tomoyoshi;Matsushima Kyoji;Takahashi Takayuki;Nagahama Yuki;Hasegawa Satoki;Sano Marie;Hirayama Ryuji;Kakue Takashi;Ito Tomoyoshi
• 通讯作者: Ito Tomoyoshi