I ricercatori della Tokyo Metropolitan University hanno sviluppato un nuovo modo di calcolare semplici ologrammi per gli HUD (heads-up display) e gli NED (near-eye display). Il metodo è fino a 56 volte più veloce degli algoritmi convenzionali e non richiede unità di elaborazione grafica (GPU) affamate di energia, invece in esecuzione su normali core di elaborazione del PC. Questo apre la strada allo sviluppo compatto, dispositivi di realtà aumentata ad alta efficienza energetica, compresa la navigazione 3D sui parabrezza e sugli occhiali delle auto.

Il termine ologramma potrebbe ancora avere un suono fantascientifico, ma olografia, la scienza della creazione di registrazioni 3D della luce, è usato ovunque, dalla microscopia, prevenzione delle frodi sulle banconote per l'archiviazione dei dati allo stato dell'arte. Da tutte le parti, questo è, tranne che per la sua potenziale applicazione più ovvia:display veramente 3-D. La diffusione di display 3D che non richiedono occhiali speciali deve ancora diffondersi. I recenti progressi includono le tecnologie di realtà virtuale (VR), ma la stragrande maggioranza si affida a trucchi ottici che convincono l'occhio umano a vedere le cose in 3-D. Questo non è sempre fattibile e ne limita la portata.

Uno dei motivi è che la generazione di un ologramma di oggetti 3D arbitrari è un esercizio computazionalmente pesante. Questo rende ogni calcolo lento e assetato di potere, una grave limitazione quando si desidera visualizzare immagini 3D di grandi dimensioni che cambiano in tempo reale. La stragrande maggioranza richiede hardware specializzato come GPU, i chip ad alto consumo energetico che alimentano i giochi moderni. Questo limita fortemente dove possono essere implementati i display 3D.

Così, un team guidato dall'assistente professore Takashi Nishitsuji ha osservato come venivano calcolati gli ologrammi. Si sono resi conto che non tutte le applicazioni necessitavano di un rendering completo di poligoni 3D. Concentrandosi esclusivamente sul disegno del bordo attorno agli oggetti 3D, sono riusciti a ridurre significativamente il carico computazionale dei calcoli degli ologrammi. In particolare, potrebbero evitare di usare trasformate di Fourier veloci (FFT), le routine matematiche intensive che alimentano ologrammi con poligoni interi.

Il team ha combinato i dati di simulazione con esperimenti reali visualizzando i propri ologrammi su un modulatore di luce spaziale (SLM) e illuminandoli con luce laser per produrre un'immagine 3D reale. Ad alta risoluzione, hanno scoperto che il loro metodo poteva calcolare ologrammi fino a 56 volte più velocemente, e che le immagini si confrontassero favorevolmente con quelle realizzate utilizzando più lenti, metodi convenzionali. È importante sottolineare che il team ha utilizzato solo un normale core di elaborazione per PC senza unità di elaborazione grafica autonoma, rendendo l'intero processo significativamente meno affamato di risorse.

Calcoli più veloci su core più semplici significano più leggero, dispositivi a risparmio energetico più compatti che possono essere utilizzati in una gamma più ampia di impostazioni. Il team sta portando avanti lo sviluppo di display heads-up (HUD) sui parabrezza delle auto per la navigazione, e persino occhiali in realtà aumentata per trasmettere istruzioni su procedure tecniche pratiche, entrambe entusiasmanti prospettive per il prossimo futuro.