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Jun 01, 2023

KI hilft in der Realität

„Früher dachte man, dass es mit vorhandener Consumer-Hardware unmöglich sei, 3D-Holographieberechnungen in Echtzeit durchzuführen“, sagte Hauptautor Liang Shi, ein Ph.D. Student in der MIT-Abteilung für

„Früher dachte man, dass es mit vorhandener Consumer-Hardware unmöglich sei, 3D-Holographieberechnungen in Echtzeit durchzuführen“, sagte Hauptautor Liang Shi, ein Ph.D. Student in der Fakultät für Elektrotechnik und Informatik des MIT. „Es wird oft gesagt, dass es in 10 Jahren kommerziell erhältliche holografische Displays geben wird, doch diese Aussage gibt es schon seit Jahrzehnten.“ Shi glaubt, dass der neue Ansatz, die „Tensor-Holographie“, das Ziel in greifbare Nähe bringen wird. Letztendlich besteht der Unterschied zwischen Die Bedeutung eines Fotos und eines Hologramms liegt in der Kodierung der Helligkeit und Phase jeder Lichtwelle durch das Hologramm. Dadurch kann ein Hologramm die Parallaxe und Tiefe einer Szene naturgetreuer darstellen. Um ein Hologramm optisch zu erfassen, wird ein Laserstrahl geteilt, wobei die Hälfte zur Beleuchtung des Motivs und die andere Hälfte als Referenz für die Phase der Lichtwellen dient. Der Bezug erzeugt ein Gefühl von Tiefe. Diese Mitte des 20. Jahrhunderts entwickelten Hologramme waren jedoch statisch und konnten daher keine Bewegung erfassen. Und die Methode erzeugte nur eine gedruckte Kopie.

Um die Okklusion zu bekämpfen, stellten sie außerdem einen neuen Satz physikbasierter Berechnungen bereit. Der Algorithmus optimierte mit einem fotorealistischen Trainingsdatensatz seine eigenen Berechnungen und verbesserte erfolgreich seine Fähigkeit, Hologramme zu erzeugen. Das Netzwerk arbeitete um Größenordnungen schneller als physikbasierte Berechnungen. Die Methode ist in der Lage, Hologramme in Millisekunden aus Bildern mit Tiefeninformationen zu erzeugen – bereitgestellt durch typische computergenerierte Bilder und kann mit einem Multikamera-Setup oder einem Lidar-Sensor berechnet werden. Das kompakte Tensor-Netzwerk benötigt weniger als 1 MB Speicher. „Das ist vernachlässigbar, wenn man die Dutzende und Hunderte von Gigabyte bedenkt, die auf dem neuesten Mobiltelefon verfügbar sind“, sagte der Forscher Wojciech Matusik. In VR glaubt das Team, dass die Technologie realistischere Szenen liefern und eliminieren könnte Überanstrengung der Augen und andere Nebenwirkungen einer langfristigen VR-Nutzung. Die Technologie könnte auch in Displays zum Einsatz kommen, die die Phase von Lichtwellen modulieren können. „Es ist ein beträchtlicher Sprung, der die Einstellung der Menschen zur Holographie völlig verändern könnte“, sagte Matusik. „Wir haben das Gefühl, dass neuronale Netze für diese Aufgabe geboren wurden.“ Die Arbeit wurde in Nature veröffentlicht (www.doi.org/10.1038/s41586-020-03152-0).