Les informaticiens japonais ont développé un ordinateur à usage spécial qui peut projeter une holographie tridimensionnelle (3D) de haute qualité sous forme de vidéo. L'équipe de recherche dirigée par Tomoyoshi Ito, qui est professeur à l'Institute for Global Prominent Research, Université de Chiba, a travaillé pour augmenter la vitesse des projections holographiques en développant un nouveau matériel.

L'holographie a une longue histoire. Depuis 1960, date de l'invention du premier laser, de nombreux travaux impliquant des hologrammes laser ont été réalisés. Pour numériser ces technologies analogiques et développer des techniques d'holographie électronique pour projeter des images holographiques 3D sous forme de vidéo, des puissances de calcul avec plus de 10 images par seconde et 1 trillion de pixels par image sont nécessaires. Par conséquent, développement matériel, ainsi que le développement logiciel correspondant, représente certains des plus grands défis pour les chercheurs dans ce domaine.

Aussi, faire un objet 3-D à partir de données bidimensionnelles (2-D), il faut tenir compte de plusieurs facteurs dont la parallaxe binoculaire, parallaxe de mouvement, angle de convergence, réglage de la mise au point, et des estimations basées sur l'expérience humaine. Actuellement, les téléviseurs 3D généraux (téléviseurs) utilisent la parallaxe binoculaire pour la stéréoscopie, mais les enfants ne peuvent pas utiliser cette technologie car elle peut nuire à leur santé, un risque qui est lié à la différence entre les distances qu'un cerveau perçoit et celles sur lesquelles se concentrent les yeux. De nombreux chercheurs du monde entier ont investi dans l'holographie vidéo, ce qui peut permettre à un plus grand nombre de personnes de profiter des téléviseurs 3D en toute sécurité.

Ito, qui est astronome et informaticien, a commencé à travailler sur des ordinateurs spécialement conçus pour l'holographie, appelé HORN, en 1992. Le HORN-8, qui adopte une méthode de calcul, le type d'amplitude, pour régler l'intensité de la lumière, a été reconnu comme l'ordinateur le plus rapide au monde pour l'holographie dans une publication dans la revue scientifique internationale Nature Électronique le 17 avril, 2018.

Avec le HORN-8 de "type de phase" nouvellement développé, la méthode de calcul d'ajustement de la phase de lumière a été mise en œuvre, et les chercheurs ont réussi à projeter des informations holographiques sous forme de vidéo 3D avec des images de haute qualité. Cette recherche a été publiée dans Optique Express le 28 septembre, 2018.

"Nous avons développé des ordinateurs à grande vitesse pour l'holographie 3D en mettant en œuvre les connaissances de l'ingénierie de l'information et de la technologie de l'ingénierie électrique et électronique et en apprenant des connaissances de l'informatique et des méthodes optiques, " Ito a déclaré. "C'est le résultat de l'approche interdisciplinaire de notre recherche qui a été menée pendant plus de 25 ans avec l'effort louable de nos étudiants qui ont étudié dans notre laboratoire. "

Takashi Nishitsuji, un ancien étudiant du laboratoire d'Ito et maintenant professeur assistant à l'Université métropolitaine de Tokyo, qui a mené l'expérience, dit "HORN-8 est le fruit de la sagesse de beaucoup de gens, compétences, et efforts. Nous voulons poursuivre les recherches sur HORN et essayer d'autres méthodes sous divers angles pour son application pratique. »

Dans le dernier type de phase de HORN-8, huit puces sont montées sur la carte FPGA (Field Programmable Gate Array). Cela permet d'éviter un problème de goulot d'étranglement pour la vitesse de traitement avec la méthode de calcul, par lequel les puces sont empêchées de communiquer entre elles. Avec cette approche, HORN-8 augmente la vitesse de calcul proportionnellement au nombre de puces, afin qu'il puisse projeter l'holographie vidéo plus clairement.