在一眾三維技術(shù)里，虛擬現(xiàn)實(shí)備受市場(chǎng)關(guān)注——虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）作為一種能夠使人以沉浸的方式進(jìn)入和體驗(yàn)人為創(chuàng)造的虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，是三維場(chǎng)景可視化的重要代表。
然而，盡管經(jīng)過(guò)多年宣傳，VR頭戴式耳機(jī)至今也仍未成為電視或計(jì)算機(jī)屏幕上觀看視頻的必備設(shè)備。一個(gè)重要的原因是VR依然會(huì)讓用戶感到不適。雖然用戶實(shí)際上是注視著2D顯示器，但VR會(huì)產(chǎn)生3D觀看的錯(cuò)覺(jué)，從而使人視覺(jué)疲勞和感到頭暈惡心。
在這樣的背景下，全息圖對(duì)應(yīng)而出。全息圖是以激光為光源，用全景照相機(jī)將被攝體記錄在高分辨率的全息膠片上構(gòu)成的圖。與傳統(tǒng)的照片相比，傳統(tǒng)的照片呈現(xiàn)的是真實(shí)的物理圖像，而全息圖則包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對(duì)比度等信息。這些信息儲(chǔ)存在一個(gè)很微小但卻很復(fù)雜的干涉模式中。
長(zhǎng)期以來(lái)，研究者們一直在試圖制造出計(jì)算機(jī)生成的全息圖，但傳統(tǒng)上，該過(guò)程需要一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行物理模擬，這不僅非常耗時(shí)，而且產(chǎn)生的效果真實(shí)感不高。
近日，來(lái)自麻省理工學(xué)院的研究者已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種幾乎可以立即生成全息圖的研究方法。研究人員表示，基于深度學(xué)習(xí)的方法非常高效，使得新方法瞬間就能夠在筆記本電腦上運(yùn)行。
具體來(lái)說(shuō)，新方法能夠?qū)崟r(shí)從單個(gè)RGB深度圖像合成光致彩色3D全息圖。其中，研究人員的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）具有極高的內(nèi)存效率（低于620千字節(jié)），在單個(gè)消費(fèi)級(jí)圖形處理單元上以60赫茲運(yùn)行，分辨率為1920×1080像素。
利用低功耗的設(shè)備上人工智能加速芯片，研究人員的CNN還可以在移動(dòng)（iPhone 11 Pro，1.1赫茲）和edge（Google edge TPU，2.0赫茲）設(shè)備上進(jìn)行交互式運(yùn)行，在未來(lái)的虛擬和增強(qiáng)中具有出色的實(shí)時(shí)性能現(xiàn)實(shí)移動(dòng)頭戴。
研究人員通過(guò)引入具有4000對(duì)RGB深度圖像和相應(yīng)3D全息圖的大規(guī)模CGH數(shù)據(jù)集（MIT-CGH-4K）來(lái)啟用該方法。研究人員表示，此次張量全息術(shù)的新方法或?qū)⑼苿?dòng) VR 和 3D 打印等領(lǐng)域引入全息技術(shù)。該研究的論文現(xiàn)已發(fā)表在《Nature》上，索尼對(duì)部分研究提供了支持。