컴퓨터 생성 홀로그램(CGH)기존 홀로그램 기록 재료 없이도 3차원 이미지의 디지털 생성 및 표시를 가능하게 하여 홀로그램 분야에 혁명을 일으켰습니다. 이러한 홀로그램은 계산 알고리즘을 활용하여 실제 물체에 의해 생성되는 간섭 패턴을 시뮬레이션하여 다양한 기술을 사용하여 표시할 수 있는 홀로그램 이미지를 생성할 수 있습니다. 이 기사에서는 CGH의 중요한 클래스를 대표하는 푸리에 기반 홀로그램에 중점을 두고 컴퓨터 생성 홀로그램을 만드는 것과 관련된 기본 단계를 살펴보겠습니다.
1단계: 홀로그래피 원리 이해
컴퓨터 생성 홀로그램을 만드는 구체적인 내용을 살펴보기 전에 홀로그램에 대한 기본적인 이해가 중요합니다. 본질적으로 홀로그래피는 물체에서 반사되거나 방출되는 광파와 기준광 사이의 간섭 패턴을 포착하여 물체의 3차원 구조를 기록하고 재구성하는 기술입니다. 이러한 간섭 패턴은 적절한 광원으로 조명되면 원래 물체의 3차원 이미지를 재구성할 수 있습니다.
2단계: 개체 데이터 준비
컴퓨터 생성 홀로그램을 만드는 첫 번째 단계는 홀로그램으로 표시하려는 개체를 나타내는 데이터를 획득하거나 생성하는 것입니다. 이 데이터는 3D 스캔, 컴퓨터 모델, 실제 물체의 이미지 등 다양한 소스에서 가져올 수 있습니다. 이 데이터가 있으면 CGH 알고리즘에서 사용할 수 있는 형식으로 변환해야 합니다. 여기에는 일반적으로 객체를 연관된 색상 및 재료 속성과 함께 일련의 점 또는 다각형으로 표현하는 작업이 포함됩니다.
3단계: 라이트 필드 계산
물체의 데이터를 확보한 후 다음 단계는 특정 위치와 방향에서 물체를 보는 관찰자가 관찰할 수 있는 광장을 계산하는 것입니다. 이 라이트 필드에는 물체에서 나오는 광파의 진폭과 위상, 방향성에 대한 정보가 포함되어 있습니다. 푸리에 기반 홀로그램의 맥락에서 이 광 필드는 일반적으로 먼 관찰자 평면에서 계산됩니다. 이는 물체로부터 상당한 거리에 위치한 가상 평면을 나타냅니다.
4단계: 렌즈 평면으로의 푸리에 변환
먼 관찰자 평면의 빛 필드가 계산되면 다음 단계는 푸리에 변환을 사용하여 이 필드를 렌즈 평면으로 다시 변환하는 것입니다. 푸리에 변환은 함수를 주파수 성분으로 분해하는 수학적 연산으로, 이 경우 물체에서 나오는 빛의 다양한 각도와 파장을 나타냅니다. 원거리 관찰자 평면의 빛 필드에 푸리에 변환을 적용함으로써 간섭성 광원으로 조명하고 적절한 렌즈를 통해 볼 때 원래의 3차원 이미지를 재구성하는 홀로그램 패턴을 얻을 수 있습니다.
5단계: 표시하기컴퓨터 생성 홀로그램
마지막으로 홀로그램 패턴이 계산되면 다양한 기술을 사용하여 표시할 수 있습니다. 푸리에 기반 홀로그램의 경우 이는 일반적으로 계산된 홀로그램 패턴에 따라 간섭성 광원(예: 레이저)의 진폭과 위상을 변조하기 위해 LCD 또는 LED 디스플레이와 같은 공간 광 변조기(SLM)를 사용하는 것을 포함합니다. . 생성된 광파는 서로 간섭하여 재구성된 3차원 이미지를 형성하며, 적절한 거리와 각도에 위치한 관찰자가 이를 볼 수 있습니다.
c 만들기컴퓨터에서 생성된 홀로그램개체 데이터 준비, 조명 필드 계산, 푸리에 변환 적용, 마지막으로 홀로그램 패턴 표시 등 여러 주요 단계가 포함됩니다. 푸리에 기반 홀로그램은 CGH에 대한 한 가지 접근 방식일 뿐이지만 3차원 이미지를 생성하고 표시하는 강력한 도구임이 입증되었습니다. 기술이 계속 발전함에 따라 앞으로 몇 년 안에 컴퓨터 생성 홀로그램을 만들고 표시하는 더욱 정교하고 다양한 방법을 볼 수 있을 것으로 예상됩니다.
