Корейские ученые разработали процессор для создания голограмм в реальном времени
Корейские учёные разработали процессор для цифровой голографии, который преобразует двумерное (2D) видео в трёхмерные (3D) голограммы в режиме реального времени. Ожидается, что эта технология сыграет ключевую роль в будущем голографии, поскольку она позволяет мгновенно превращать обычные 2D-видео в 3D-голограммы.
Научно-исследовательский институт электроники и телекоммуникаций (ETRI) объявил о разработке программируемого полупроводникового цифрового голографического медиапроцессора (RHP) с использованием технологии Field Programmable Gate Array (FPGA). Этот процессор может преобразовывать 2D-видео в 3D-голограммы в режиме реального времени.
Процессор для голографии в реальном времени является первым в мире, использующим память с высокой пропускной способностью (HBM) для создания полноцветных 3D-голограмм из 2D-видео в реальном времени. Примечательно, что все аппаратное обеспечение, необходимое для создания голограмм, интегрировано в единую систему-на-кристалле (SoC).
Процессор голографии в реальном времени (RHP) извлекает три основных цвета (красный, зеленый и синий) и информацию о глубине из 2D-видео, а затем восстанавливает голографическую видеоинформацию с разрешением 4K с задержкой всего в 30 миллисекунд. Он способен рендерить голограммы со скоростью обработки до 30 кадров в секунду (FPS), что ставит его в ряд самых передовых процессоров для голографии в мире.
Этот процессор выполняет сложные численные расчеты распространения волн для преобразования двумерной информации в трехмерные голограммы. Примечательно, что благодаря использованию высокопроизводительной памяти HBM вместо памяти DDR процессор обеспечивает высокую скорость обработки крупномасштабных голографических вычислений с комплексными числами.
Этот прорыв позволяет достичь высокой скорости обработки и производительности в десятки раз выше, чем при традиционном программном создании голограмм на стандартных компьютерах, а также значительно снизить энергопотребление.
Демонстрируя работу голографического медиапроцессора в режиме реального времени, исследователи подтвердили, что любое видео, отображаемое на экране компьютера, включая контент YouTube, видеозвонки и многое другое, может быть преобразовано в 3D-голографическое видео без задержки.
Благодаря этому исследованию ETRI разработал основную технологию голографических носителей, которая позволяет в реальном времени визуализировать голограммы сверхвысокого разрешения с помощью специального оборудования. В дальнейшем исследователи планируют усовершенствовать эту технологию путем интеграции прямого получения голограмм на основе естественного света и методов рендеринга голограмм высокой четкости.
Исследователи ETRI объяснили, что им удалось достичь технологического прорыва после трех лет исследований и разработок. Технология была представлена на выставке SID Display Week 2023 I-Zone и на SID Display Week 2024 в Сан-Хосе (США), где получила положительные отзывы посетителей.
Результаты исследований были также представлены на выставке SIGGRAPH Asia 2024 в Токио, Япония, в декабре прошлого года, где они привлекли большое внимание. Эти достижения свидетельствуют о том, что технология голографических процессоров ETRI зарекомендовала себя как новаторская инновация на мировой арене.
Квон Вон Ок, главный научный сотрудник отдела исследований цифровой голографии ETRI, заявил: «Наша цель — разработать специализированный голографический медиапроцессорный чип (ASIC) для голографических дисплеев общего назначения, внедрив в будущем аппаратную технологию улучшения голографического изображения».
Хонг Ки Хун, директор исследовательского отдела цифровой голографии ETRI, добавил: «Разработка голографического процессора позволит создавать голограммы в реальном времени с низким энергопотреблением и компактным форм-фактором, что станет значительным шагом на пути к практическому применению голографической технологии».