研究解説

解説

我々が研究している体積型ホログラムを印刷するための装置です。 体積型ホログラム(Volume Hologram)は，白色光で再生することが可能で，記録時に3色のレーザを用いることができればフルカラーも再生することが可能です。 現在は緑単色のホログラムしか出力することができませんが，今後の研究ではフルカラーに挑戦していくつもりです。

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フレネルホログラムはホログラム面よりも像が離れているホログラムである。 フリンジプリンタを用いて，このような配置の像を記録する場合必要とされる空間周波数を低くする目的でレンズレスフーリエ変換ホログラムを採用することが多い。 ホログラムから像を再生する際は，発光面積の小さい(点光源に近い)LEDを使用するとぼけの少ない像を再生することができる。

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レインボウホログラムはS.A.Bentonが実写記録の手法を提案した白色再生可能なホログラムである。 一般的にホログラムは記録時と同じ光源（レーザ光，最近では単色のLED）を用いなければ，波長により回折角度が異なるため像がぼけてしまう。 レインボウホログラムは水平スリットを設けることで，異なる波長の光は垂直方向の別の位置に結像するためぼけのない像を観察することができる。 しかし，このスリットにより水平方向視差しか持たないホログラムとなってしまう。垂直方向の視点の移動では色が変化する。 我々の研究室ではこのレインボウホログラムの干渉縞を計算機で求めることに成功しており，フルカラーの像の再生にも成功している。

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イメージ型ホログラムはホログラム面(ホログラムのあるところ)付近に像が再生されるホログラムである。 ホログラムから像の位置が近いため，波長による結像位置のずれが少ないため白色光でも像を再生することができる。 計算機合成ホログラムでイメージ型ホログラムを実現する場合，フリンジプリンタの画素ピッチが決まっているためホログラム全体で干渉縞を計算してしまうと空間周波数が満たさない場所も出てくる。 そのため，我々は仮想窓と呼ばれる計算範囲を制限する処理を加えている。

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ホログラムを円筒形状にしたもので，Jeong. T. H.が1967年に発表した実写再生のものを計算機合成ホログラムで実現したものです。 円筒形状にすることで360度ホログラムの周りから全てから再生される像を観察することができます。 また，計算機合成ホログラムで実現したことで実写では困難な形状や円周方向に物体光を変更させることでアニメーションを再生することも可能となる。

解説

このディスクホログラムは，計算機合成ホログラムをマスターホログラムとして光学転写を行い作製するホログラムである。 最終的なディスクホログラムはた体積型のホログラムであるため白色光再生が可能であり，RGBのレーザを利用すればフルカラーのディスクホログラムの作製が可能となる。 ディスクホログラム自体はホログラムの真上から照明光を照射することで，ホログラムをのぞき込むような形でぐるりと360度再生される像を観察することができる。

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アルコーブホログラムは，1987年にS.A.BVenton氏が提案した半円筒形上のホログラムである。 多くのホログラムは再生される像がホログラム面またはホログラム面よりも後ろに再生されるが，アルコーブホログラムはホログラム面よりも像が前に再生されるものである。 像が飛び出て見えるため，3Dディスプレイとしてはインパクトはあるが，現状のフリンジプリンタの画素ピッチではそこまで大きな像を再生することができない。

解説

CGHの計算には，記録する仮想物体としてCGデータを利用します。 干渉縞計算時には，物体を点光源の集まりと考えるため，CGデータ（ポリゴンデータ）から点群の集まりに変更する必要があります。 我々が作ったシステムでは，OpenGLを利用し，奥行きデータとカラーデータから3次元の点光源郡を出力します。 １つの視点から作られた点光源でCGHを作成すると，別の視点から像を観察した際に欠けや重なりが生じてしまう。 これは，１つの点光源データにはある視点からのデータしか含まれていないためで，これを解消するには複数の視点からの点光源データとそれに合わせた計算システムが必要になる。 また，我々のシステムでは，最終的に作られるCGHと再生像がどのような配置になるか確認できるようにもしている。 最近の研究では，より画質を意識した研究が行われ，Unityを用いたシステムやフォトンマッピングを用いたシステムなどを開発している。

解説

フリンジプリンタで出力されるCGHは大きいもので数100Gpixelを超えるため，事前にシミュレーションを行うことが重要。 フレネルタイプのCGHの場合，CGHの一部だけを取り出しFFTをかければ，その干渉縞の位置からの再生像を取得可能。 イメージ型のCGHの場合は，CGH全体でシミュレーションを行わなければならないが，数100Gpixelはメモリに入らない。 また，視点移動なども試したい場合は，時間がかかってしまう。 CGHを要素ごとに分割し，各要素から再生される光をシミュレーション。（解像度は落ちるが，事前のシミュレーションとしては十分）

解説

そのうち書きます。

解説

レンティキュラは，画像にかまぼこ状のレンズを重ねることで，観察時に立体視を行わせて立体感を与えることが可能な3次元表示方式の1つである． 我々の研究室では，カメラを複数台（8台程度）同時にPCに接続して，そのばでレンティキュラ画像を印刷できるようなシステムの開発を行っている． 複数台のカメラから同時に画像を取得，OpenCVを利用した画像処理によるレンティキュラ画像の生成を作成したプログラムで行っている．