快计算机生成全息图(CGH)的计算，一系列方法被提出，如：查找表法(look-up table)、递归关系法(recurrence relation)、波前记录平面法(wavefront recording plane)、基于稀疏法(sparsity-based)、块模型法(patch model)、多边形模型法(polygon model)、射线-波前转换法(ray-wavefront conversion)、基于层法(layer-based)。尽管GPU加速可以用于CGH计算，但是在与头戴式显示器结合时更倾向于专用的计算硬件系统。技术要点：日本千叶大学的Yota Yamamoto(一作兼通 ...
m × 1m全息图需要10^12像素，而典型的二维显示器约10^6像素(增加了 10^6 倍)。当考虑将三维图像转换为全息图的成本时，需要增加 10^6 的计算能力。开发实用的全息三维图像系统的研究主要集中在加快处理时间上。当前已经提出了基于查找表或差分法等技术的各种计算机全息算法，并取得了重大进展 。然而，仅仅通过提高软件的运行速度很难开发出实用的技术。对于实时处理要面对的大量信息，需要大规模并行和分布式计算系统。自2000年初以来，GPU计算一直是各个领域积极研究的主题。全息计算非常适合GPU加速，并且使用多块GPU板的GPU系统已被研究用于电子全息的实时重建。然而，虽然多GPU系统可以加 ...
。相比之下，全息图像点只有处于从衍射二维 面出发，并在观察者的眼睛处结束的线上时才可见。无论全息图的构图、分辨率或方向如何，这种被描述为“裁剪(clipping)”或“渐晕(vignetting)”的限制都会存在。裁剪的实际效果是必须像电视一样观看全息图。也就是说，对于有限尺寸的全息图，可实现的z佳面内视角是围绕显示表面有360°。然而，任何单个图像点周围的z大视角都小于 360°，并且随着图像点远离全息显示表面而迅速减小。而自由空间立体显示器在任何深度的每个图像点周围都具有360° 的平面内视角。裁剪几乎排除了与未来三维显示器相关的几乎所有显示几何特性，包括长焦投影、高沙盘和环绕观察者或其它 ...
流光束生成和全息图像投影。与多层金属超表面相比，所提出的超表面在设计复杂性、效率和制造方面都更有优势。此外，由于可以部署具有不同极化响应的介质meta-atoms来构建这种超表面，预计未来可以获得具有多种功能的各种全空间超表面，这将极大地推动多功能超光学的发展。a)双胶合介质型超表面的制造过程。b) 为获得离轴光聚焦功能 (F1 和 F3) 和涡流光束生成 (F2) 计算的相位分布，以及构成所提出的多功能DMD的顶部 MS1 和底部 MS2 的几何形状。c) 在制造DMD期间拍摄的 MS1 和 MS2 的显微镜和 SEM 图像实验结果：实现全空间投影三个不同的全息图像的DMD参考文献：Song ...
络用于将单色全息图转换成具有明场显微镜的空间和光谱对比度的等效图像等效图像，该图像在空间和时间上都是不相干的，没有全息成像的相干伪影。从基于深度学习的计算成像的角度来看，真正将显微镜与宏观成像区分开来的是显微镜在硬件、照明特性、光-物质相互作用、样品特性和尺寸以及成像距离等方面的精度和可重复性，这些都是数据驱动的计算显微镜技术取得新成功的核心。此外，即使在一天内，自动扫描显微镜也可以生成足够大的图像数据，例如包含超过 100,000 个训练图像pathes以稳健地训练模型。在显微镜中使用基于深度学习的方法的一个重要问题是幻觉(hallucination)和伪影的可能性。一般来说，显微镜专家可以 ...
，样品的数字全息图可以在焦平面外采集，然后在后处理中通过数值求解模拟波前传播过程的衍射积分进行数字聚焦。数字全息已在生物学、诊断学和医学、微流控和片上实验室成像(lab on a chip)、三维追踪、细胞力学、即时检验(point of care testing)、环境监测等领域得到了广泛的应用。相衬层析(phase contrast tomography，PCT)可以从不同方向探测样品，从而测量出样品的三维折射率分布。多方向探测可通过移动光源、旋转样品的等方式获得样品不同方向的信息。当前不足：当前基于数字全息的PCT需要在机械或光电激光束扫描设备的情况下完成三维成像。文章创新点：基于此，意 ...
维显示：静态全息图已经被证明可以重建人类视觉系统理解三维所需的所有线索，并且依靠高质量的光敏材料，目前已经可以显示可信的全彩全息重建。但是现在的问题是，怎样让动态全息也具有静态全息的图像质量。要创造一个全息电视，需要解决三个基本的问题：从三维信息计算全息图，数据的传输，全息图到三维图像显示的重建。1）计算生成全息图从三维图像计算衍射图案的理论基础是基尔霍夫和菲涅尔衍射积分物理模型。但是由于计算所需的浮点数过大，到目前为止还无法做到实时生成。以720p(1280x720)全息显示为例，蛮力计算需要每像素100x100个衍射元素以获得全视差，以及每像素需要4000次乘法和累加，刷新率为60Hz，全 ...
速合成高质量全息图像在目前来讲还难以实现。除此之外，大多数全息显示的图像质量差，还在于显示的实际光波传输与仿真模型之间存在失配问题。技术要点：基于此，斯坦福大学的Yifan Peng(一作)和Gordon Wetzstein(通讯)等提出了一种新的CGH框架，能产生前所未有的图像保真度和实时帧率。这个框架包含了：相机在环优化策略(直接优化或训练一个可解释的光波传输模型来生成全息图)、神经网络架构(第1个能实时生成1080p全彩高质量全息图像的CGH算法)。(1)全息显示(所用空间光调制器为相位型SLM)由相干光源产生的复值波场usrc(这个源场可以是平面波or球面波or高斯光束)入射到相位型S ...
无法感知)。全息图旨在复制物体在真实世界中反射光的效果。从本质上讲，今天的全息图由计算机生成的波前副本组成，该副本从显示屏投影或投影到透明面板上，使用干涉图案模仿来自物体的真实世界波前，从而使2D投影呈现3D效果。在全息图的早期，带有特殊涂层的照相底片用于记录波前的幅度和相位信息。今天，使用计算机和显示器生成全息投影。典型的计算机生成的全息图由算法计算并使用空间光调制器进行投影1。虽然一些增强现实(AR)系统使用显示屏幕，如 OLED发射图像或用清晰面板反射投影图像，但先进的全息技术是一种新兴的、具有大众市场潜力的AR可视化方法。基于计算机生成全息(CGH)显示的AR设备示意图。CGH上传到空 ...
照射记录下的全息图h(x,y)，得到目标场景o'(x,y)的像轴上图像的相位共轭特性（上式第二行最后一项）表明，这个像是实像。从场景发散的波现在正汇聚到像上，其它的图像元素包含高的空间频率。如图6所示，Gabor的方法依赖于自干涉。因此，方程（36）中的三个像是彼此重叠的。离轴全息（见图7）的发明可以将三个像分离。此外，数字电子处理技术的发展使得全息光学记录和离轴全息图回放都可以通过数字电子处理技术完成。数字电子处理记录推动了计算生成全息、衍射光学的发展。数字电子处理回放推动了数字全息的发展。第一次计算重建全息图由摄像机拍摄，采样阵元为256X256，在PDP-6计算机上用快速傅里叶变 ...
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