DE69836360T2

DE69836360T2 - System zur Anzeige von computergesteuerten holographischen Bildern

Info

Publication number: DE69836360T2
Application number: DE69836360T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Shinjuku 3-chome Shinjuku-ku Horikoshi; Kazuhito Shinjuku 3-chome Shinjuku-ku Higuchi; Takaaki Shinjuku 3-chome Shinjuku-ku Akimoto; Satoshi Shinjuku 3-chome Shinjuku-ku Suzuki
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2018-05-21
Also published as: EP0880110B1; US20020008887A1; EP0880110A3; EP0880110A2; US6456405B2; DE69836360D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie zum Anzeigen von computererzeugten Hologrammen auf einem solchen Anzeigemedium, wie einer elektronischen Anzeigetafel.
Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
Herkömmlich besteht ein Verfahren zum Erzeugen von computererzeugten Hologrammen im Ausdrücken eines Objekts als Sammlung von Punktlichtquellen und im Erhalten von holografischen Fringemustern der Wellenfronten durch eine Berechnung und eine Anzeige der resultierenden Hologramme unter Verwendung eines akusto-optischen Modulators oder einer Flüssigkristallanzeige. Ein akustooptischer Modulator leidet an einem derartigen Nachteil, dass nur eindimensionale Fringes (nur eine horizontale Parallaxe) ausgedrückt werden können, aber Flüssigkristalltafeln haben derartige Vorteile, wie beispielsweise ihre Fähigkeit zum Anzeigen von zweidimensionalen Bildern und der Einfachheit eines elektrischen Änderns des Bilds. Jedoch deshalb, weil es normalerweise nötig ist, die Graupegel jedes Pixels in der Flüssigkristalltafel elektrisch zu steuern, ist ein Herstellen einer feineren Pixelbeabstandung durch die Schwierigkeiten bei einer Herstellung einer Steuerschaltung und andere Faktoren beschränkt. Zum Anzeigen eines Hologramms ist es grundsätzlich nötig, eine feine Auflösung von höher als 1.000 Linien/mm zur Verfügung zu stellen, aber solche feinen Auflösungen sind in der Praxis schwierig zu erreichen, so dass Hologramme gegenwärtig nur sehr grobe Bilder anzeigen können.
Dass die Bildauflösung und sein Dynamikbereich bzw. Kontrastumfang beim Verwenden von elektronischen Anzeigevorrichtungen, wie beispielsweise einer Flüssigkristallanzeige, beschränkt sind, bedeutet in der Auswirkung, dass es eine obere Grenze von räumlichen Frequenzen gibt, die auf solchen Vorrichtungen angezeigt werden können, und sie können nur 256 Graupegel anzeigen. Anders ausgedrückt ist es zum Anzeigen eines Objekts nötig, eine bestimmte Menge an Hochfrequenzkomponenten anzeigen zu können, aber aufgrund der niedrigen Auflösung der Anzeigevorrichtungen ist es schwierig, mehrere Elemente auf demselben Bildschirm deutlich anzuzeigen. Das bedeutet, dass aufgrund der begrenzenden Hochfrequenzkomponenten und eines Dynamikbereichs für eine Anzeige ein Objekt diejenigen von weiteren Elementen überlagert, was in einer Zerstörung der Fringemuster der Hochfrequenzkomponenten resultiert. Technisch führt es zu einem Mangel an ausreichenden Daten, um das Element zu reproduzieren, was in einem hohen Wert eines Signal-zu-Rausch-(S/N-)Verhältnisses resultiert und dadurch die Anzahl von Elementen einschränkt, die in einer Ansicht anzeigbar sind, d.h. die Ausdrucksfähigkeit zum Anzeigen der Details von Objektinformation begrenzt.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 0 590 828 A2 offenbart ein stereoskopisches Verfahren und eine Vorrichtung, wodurch eine Hologrammphasenverteilung berechnet wird und die berechnete Phasenverteilung in eine Wellenfront des Lichts umgewandelt wird, um dadurch ein festes Bild anzuzeigen. Ein charakteristischer Teilabschnitt in einem Anzeigeziel, das durch dreidimensionale Information spezifiziert ist, wird erfasst. Abtastpunkte werden auf eine hohe Dichte in den erfassten charakteristischen Teilabschnitt eingestellt und Abtastpunkte mit einer niedrigen Dichte in Bezug auf einen nicht charakteristischen Teilabschnitt werden als Teilabschnitt eingestellt, der ein anderer als der charakteristische Teilabschnitt ist. Bei der Phasenberechnung wird eine Hologramm-Phasenverteilung in Bezug auf die eingestellten Abtastpunkte berechnet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Technologie zum Anzeigen von computererzeugten Hologrammbildern zur Verfügung zu stellen, um zu ermöglichen, detailliertere Formen eines Anzeigeobjekts oder eine größere Anzahl von Anzeigeobjekten anzuzeigen, als es durch eine herkömmliche Hologrammanzeigetechnologie möglich ist, selbst wenn eine elektronische Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige verwendet wird, die eine begrenzte Bildauflösung und eine Fähigkeit für einen Dynamikbereich hat.
Das Ziel ist in einem Verfahren gemäß Anspruch 1 zum Berechnen von Fringemustern eines Anzeigeobjekts erreicht worden, das durch Elemente gebildet ist, und zum Anzeigen von computererzeugten Hologrammen. Bei diesem Verfahren werden dreidimensionale Daten des Anzeigeobjekts in Rechendaten für eine Fringemustererzeugung umgewandelt und wird eine Abtastregel zum Abtasten von Rechendaten bestimmt und werden Rechendaten gemäß einer ausgewählten Abtastregel abgetastet. Wellenfronten werden dadurch erzeugt, dass angenommen wird, dass jede Position von abgetasteten dreidimensionalen Daten eine Lichtquelle hat und eine Wellenfront erzeugt wird und durch eine Interferenz von berechneten Wellenfronten erzeugte Fringemuster und ein Referenzstrahl erhalten und als Hologrammbilder gespeichert werden. Die Schritte zum Abtasten und zum Erzeugen einer Wellenfront werden für alle Rechendaten wiederholt. Die Vielzahl von so erzeugten Hologrammbildern wird unter Verwendung der Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 5 aufeinander folgend angezeigt, der in der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, welcher in Verbindung mit den Computerprogrammprozeduren verwendet wird, die durch geeignete Aufzeichnungsmedien gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt sind.
Das Verfahren erreicht so die Aufgabe zum Anzeigen detaillierterer Formen eines Elements oder einer größeren Anzahl von Elementen durch Verteilen der Hologramme, die durch die oben präsentierten Schritte erzeugt sind, über eine Vielzahl von Bewegungsbildrahmen durch eine Abtasttechnik, die für die Art des Anzeigeobjekts geeignet ist.
Das Ziel ist bei einem anderen Verfahren erreicht worden, dass ein Hologrammvideo eines Anzeigeobjekts erzeugen kann. Bei der Methode für eine Erzeugung eines Bewegtbilds werden dreidimensionale Daten des Anzeigeobjekts in eine Computervorrichtung eingegeben und werden eingegebene Daten gemäß Attributen des Anzeigeobjekts klassifiziert oder gruppiert und wird eine Vielzahl von Fringemustern für jedes klassifizierte oder gruppierte Anzeigeobjekt berechnet. Die Vielzahl von Fringemustern wird jeweils in eine Vielzahl von digitalen Bildern umgewandelt, und die Vielzahl von digitalen Bildern wird in einzelne Bits zum Ausbilden von Bitbildern zerlegt. Für jedes klassifizierte oder gruppierte Anzeigeobjekt erhaltene Bitbilder synthetisieren sich, um Bewegtbilder für eine Anzeige zu erzeugen. Die Vielzahl von so erzeugten Hologrammbildern wird unter Verwendung der bei der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Anzeigevorrichtung aufeinander folgend angezeigt, die die in Verbindung mit dem Verfahren verwendet wird, die durch beispielhaft dargestellte geeignete Aufzeichnungsmedien zur Verfügung gestellt werden.
Das Verfahren erreicht somit das Ziel zum Anzeigen einer größeren Anzahl von Elementen, während die Anzahl von in einem Rahmen angezeigten Elementen durch Verteilen der digitalen Bilder der Fringemuster eine Vielzahl von Elementen erniedrigt wird, die durch die oben präsentierten Schritte erzeugt sind, über eine Vielzahl von Szenen in Bewegtbildern, die durch Vollbilder und Halbbilder definiert sind, durch eine digitale Verarbeitungstechnik, die für die Art des Anzeigeobjekts geeignet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Ablaufdiagramm für ein Hologramm-Anzeigeverfahren, das die spezielle Abtastmethode enthält.
2 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Ausführen des in 1 gezeigten Verfahrens.
3 ist ein Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Anzeigen von Hologrammen.
4 ist ein Beispiel von dreidimensionalen eingegebenen Daten.
5 ist eine Darstellung einer Umwandlung von dreidimensionalen Daten.
6 ist eine Darstellung von Abtastdaten.
7 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung beim ersten Ausführungsbeispiel.
8 ist ein Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Anzeigen von Hologrammen.
9A, 9B sind Beispiele von beim obigen Ausführungsbeispiel zu verwendenden Voxeldaten.
10 ist eine Zeichnung zum Darstellen des Konzepts der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung beim zweiten Ausführungsbeispiel.
12 ist ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Anzeigen von Hologrammen mit der speziellen Technik zum Erzeugen von Bewegtbildern.
13 ist ein Blockdiagramm für eine Vorrichtung für das in 12 gezeigte Verfahren.
14 ist ein Ablaufdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Anzeigen von Hologrammen.
15 ist eine Darstellung eines Koordinatensystems.
16A ~ 16C sind Beispiele von Teilbildgruppen für jedes Objekt.
17 ist eine Darstellung eines Bildes (i, j) für jedes aus einer Teilbildanordnung extrahierte Objekt.
18 ist eine Darstellung einer Zeitanzeige eines Bildes (i, j) für jedes Objekt in einer Teilbildanordnung.
19 ist eine Darstellung eines Beispiels eines Bildes (i, j) in einer synthetisierten Teilbildanordnung.
20 ist eine Darstellung eines Verfahrens zum Koppeln spezifizierter Bits eines synthetisierten Bildes von unterschiedlichen Elementen.
21 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung für ein drittes Ausführungsbeispiel.
22 ist eine Darstellung einer Bildanzeige gemäß einem Pulsweitenmodulationsverfahren.
23 ist ein Ablaufdiagramm für ein Anzeigeverfahren bei einem vierten Ausführungsbeispiel.
24 ist eine Darstellung von bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen anzuzeigenden unterschiedlichen Elementen.
25 ist ein Beispiel einer Anzeigesequenz für Teilbilder beim vorliegenden Ausführungsbeispiel.
26 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung für ein viertes Ausführungsbeispiel.
27 ist ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Anzeigen von Hologrammen bei einem fünften Ausführungsbeispiel.
28 ist ein Beispiel für eine Gewichtung, die bei einer Fehlerausbreitungsverarbeitung verwendet wird.
29 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung für ein fünftes Ausführungsbeispiel.
30A ~ 30F sind Beispiele für verarbeitete Bilder gemäß dem vorliegenden Verfahren.
31A ~ 31E sind Darstellungen der Eigenschaften einer digitalen Anzeige der computererzeugten Hologramme.
32 ist ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Anzeigen von Hologrammen bei einem sechsten Ausführungsbeispiel.
33A ~ 33H sind Beispiele der bei einem Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilder.
34 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung für ein sechstes Ausführungsbeispiel.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die vorliegende Erfindung aus Verfahren und Vorrichtungen für eine Anzeige eines berechneten Hologramms sind in verschiedenen Ausführungsbeispielen verkörpert, die im Folgenden auf eine solche Weise präsentiert werden, dass, obwohl jedes Ausführungsbeispiel separat diskutiert wird, ein kurzer Überblick über das enthaltene Grundkonzept vor einem Diskutieren der Details des jeweiligen Ausführungsbeispiels präsentiert wird.
Das Folgende ist ein gesamter Überblick für die Ausführungsbeispiele 1 ~ 6.
Die Ausführungsbeispiele 1 und 2 beziehen sich auf ein Anzeigen eines Bildes durch Verteilen der Hologrammbilder in einer Vielzahl von Rahmen durch eine geeignete Abtasttechnik der anzuzeigenden Bilddaten, so dass die holografischen Bilder als benachbarte Anzeige von Bewegtbildern beobachtet werden können. Anders ausgedrückt wird eine Rahmen- bzw. Vollbildaufteilungs-Anzeigetechnik zum Anzeigen detaillierterer Formen oder einer größeren Anzahl von Elementen verwendet.
Die Ausführungsbeispiele 3 ~ 6 beziehen sich auf ein Verteilen der digitalen Bilder von Fringemustern für eine Vielzahl von Elementen über eine Vielzahl von Vollbildern/Halbbildern in einer dynamischen Ansicht, so dass die Anzahl von Elementen pro Bildschicht erniedrigt wird, aber mehr Elemente in einer gegebenen Anzahl von Ansichten insgesamt angezeigt werden können.
Bei der Präsentation, die folgt, bezieht sich ein "Vollbild" bzw. "Rahmen" auf eine Ansicht zum Ausdrücken von Bewegtbildern und bezieht sich ein "Halbbild" auf Bildschichten zum Umfassen des Vollbilds. Ebenso kann ein Anzeigeobjekt durch ein Element oder eine Vielzahl von Elementen umfasst sein, so dass diese Elemente in einigen Fällen austauschbar sind.
Das Folgende ist ein zusammenfassender Überblick für die Ausführungsbeispiele 1 und 2.
1 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Anzeigen von computererzeugten Hologrammen, das für beide Ausführungsbeispiele 1 und 2 gemeinsam ist.
Zuerst werden dreidimensionale Daten (hierin nachfolgend 3D-Daten) für ein anzuzeigendes Element in eine Rechenvorrichtung eingegeben und werden die 3D-Daten in Rechendaten umgewandelt, um die Fringemuster zu erzeugen (Schritte 11, 12).
Als Nächstes wird eine Abtastregel für die umgewandelten 3D-Daten spezifiziert (Schritt 13).
Als Nächstes werden umgewandelte 3D-Daten (Rechendaten) gemäß der ausgewählten Abtastregel abgetastet und werden Wellenfrontdaten durch Annehmen berechnet, dass alle der abgetasteten 3D-Daten eine Lichtquelle zum Aussenden von Wellen hat, und werden die berechneten Interferenzmuster zwischen den Wellenfronten und dem Referenzstrahl als Hologrammbilder gespeichert (Schritte 14, 15).
Die Schritte des Abtastens und der Erzeugung einer Wellenfront werden wiederholt und die so erzeugten filmartigen Hologrammbilder werden aufeinander folgend angezeigt (Schritte 16, 17).
Die Elemente werden somit über eine Vielzahl von Bewegtbildern durch eine geeignete Abtasttechnik verteilt, so dass die Hologrammbilder als benachbarte Vollbilder angezeigt werden können, um es dadurch zu ermöglichen, detailliertere Formen oder eine größere Anzahl von Elementen zu beobachten, als es durch die herkömmlichen Techniken für eine Anzeige eines berechneten Hologramms möglich ist.
2 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Ausführen des in 1 gezeigten Verfahrens. 2 zeigt, dass die Anzeigevorrichtung folgendes aufweist: einen Anzeigeobjekt-Dateneingabeabschnitt 1; einen Elementmanagementabschnitt 2, einen Bilderzeugungsabschnitt 3; und einen Bildanzeigeabschnitt 5. Hier führt der Anzeigeobjekt-Dateneingabeabschnitt 1 den Schritt 11 in 1 aus und führt die Elementmanagementvorrichtung 2 die Schritte 11 bis 14 einschließlich und den Schritt 16 aus. Der Bilderzeugungsabschnitt 3 führt den Schritt 15 in 1 aus und der Bildanzeigeabschnitt 5 führt den Schritt 17 in 1 aus.
Ein in 2 vorgesehener Bildspeicherabschnitt 4 dient zum Speichern von holografischen Bilddaten, die durch den Bilderzeugungsabschnitt 3 berechnet sind, und er wird dann verwendet, wenn die gespeicherten Bilder auf dem Bildanzeigeabschnitt 5 angezeigt oder die Bilder zur Anzeige übertragen werden. Der Bildspeicherabschnitt 4 kann auch als temporärer Speicher während eines Bilderzeugungsschritts verwendet werden.
Die in 2 gezeigten Abschnitte können hardwarebetriebene Vorrichtungen oder softwarebetriebene Vorrichtungen enthalten, um durch Speichervorrichtungen ausgeführt zu werden, die in Verbindung mit einer Zentralprozessoreinheit (CPU) arbeiten, die in diesen Zeichnungen nicht gezeigt sind.
Das Verfahren und die Vorrichtung des Ausführungsbeispiels 1, das in den 1 und 2 dargestellt ist, werden im Folgenden detaillierter erklärt werden.
[Ausführungsbeispiel 1]
Beim ersten Ausführungsbeispiel werden 3D-Daten des Anzeigeobjekts in mehrere Abschnitte oder Elemente getrennt und wird jedes Element abgetastet und werden die berechneten Fringemuster auf einer Vielzahl von Vollbildern angezeigt, um es dadurch zu ermöglichen, detailliertere Formen oder eine größere Anzahl der Elemente anzuzeigen.
Spezifische Details werden im Folgenden präsentiert.
Elektronische Anzeigevorrichtungen sind bezüglich ihrer Bildauflösung und ihrer Kapazität für einen Dynamikbereich begrenzt, was anderes ausgedrückt bedeutet, dass selbst dann, wenn Versuche gemacht werden, Fringemuster zu präsentieren, die durch eine Vielzahl von Lichtquellen gleichzeitig erzeugt sind, nur eine begrenzte Anzahl von diesen Fringemustern angezeigt werden kann. Grundsätzlich bedeutet es, dass nur "n" Stücke von Lichtquellen gleichzeitig angezeigt werden können. Als Beispiel wird ein Wert von einhundert für n angenommen werden, was bedeutet, dass die Anzeigevorrichtung einhundert Punktlichtquellen gleichzeitig anzeigen kann, und wird das Verfahren unter Verwendung des in 3 gezeigten Ablaufdiagramms dargestellt werden.
Zuerst werden 3D-Daten des Anzeigeelements in eine Rechenvorrichtung eingegeben (Schritt 121). Bei diesem Beispiel besteht ein Anzeigeobjekt aus Elementen 101, 102, die in 4 dargestellt sind. Es wird angenommen, dass jedes der Anzeigeelemente 101, 102 aus einer Sammlung von 3D-Koordinatendaten besteht und auf einem Anzeigeschirm 103 anzuzeigen sind.
Hier kann dann, wenn die 3D-Daten des Anzeigeobjekts polygonale Daten sind, die durch Scheitelpunkte und Ränder beschrieben sind, die Oberflächeninformation durch Unterteilen der Oberflächen mit dem Polygon in ein Netz von feineren Beschreibungen ausgedrückt werden kann. Beispielsweise sind die einzelnen Oberflächen in den polygonalen Daten mit dem Element 102 in 4 in 16 Sektoren unterteilt, wie es in 5 gezeigt ist, und werden die Scheitelpunktkoordinaten in jeder unterteilten Oberfläche als neues 3D-Datum verwendet. In 5 sind die Punkte 104a ursprüngliche 3D-Scheitelpunktdaten und sind die Punkte 104b zusätzliche neue Punkte, die durch die Unterteilung erzeugt sind. Bei diesem Schritt würde es dann, wenn die Dichte der Scheitelpunktkoordinaten bereits bei einem erforderlichen Wert ist, keine Notwendigkeit zum Unterteilen in ein feineres Netz bzw. Gitter geben.
Als Nächstes wird eine Liste für 3D-Koordinaten (Scheitelpunktkoordinaten) mit dem Element vorbereitet (Schritt 122). In diesem Fall wird eine Liste für jedes Element 101 und 102 vorbereitet, um die Scheitelpunktkoordinaten der Oberflächen zu enthalten, die durch den Unterteilungsprozess erzeugt sind, der vorbereitet ist.
Als Nächstes wird die Abtastregel zum Auswählen von eingegeben Daten aus der im Schritt 122 vorbereiteten Liste ausgewählt (Schritt 123). Beispielsweise wird basierend auf der Auflösungsgrenze der Anzeigevorrichtung und unter Annahme, dass die Anzahl von Elementdaten, die gleichzeitig angezeigt werden können, einhundert ist, ein zufälliges Abtasten ausgewählt werden. Eine Abtastregel wird bei späteren Ausführungsbeispielen detaillierter erklärt werden.
Als Nächstes wird die spezifizierte Anzahl (100 Stücke) von Scheitelpunktkoordinatendaten aus der im Schritt 122 vorbereiteten Liste ausgewählt (Schritt 124). In diesem Fall wird eine Gesamtheit von 100 Stücken von Scheitelpunktkoordinatendaten aus den für die Elemente 101, 102 vorbereiteten Listen ausgewählt. Als Beispiel werden aus den Scheitelpunktkoordinatendaten für das Element 101 Scheitelpunktkoordinatendaten 105a, die in 6 gezeigt sind, für ein Vollbild bzw. einen Rahmen (n) ausgewählt werden, während die Scheitelpunktkoordinatendaten 105b für ein Vollbild (n + 1) ausgewählt werden.
Als Nächstes werden unter der Annahme, dass jedes der Scheitelpunktkoordinatendaten, die im Schritt 124 ausgewählt sind, eine Punktlichtquelle ist, Interferenzfringes, die durch den Referenzstrahl auf dem Anzeigeschirm 103 ausgebildet sind, berechnet (Schritt 125). Die erhaltenen Fringemuster werden in einem Speicher temporär als Hologrammbilder gespeichert.
Als Nächstes werden dann, wenn es Scheitelpunktkoordinatendaten gibt, die noch übrig bleiben, die Schritte 124 bis 125 wiederholt (Schritt 126).
Im Schritt 124 werden in 6 gezeigte Scheitelpunktkoordinatendaten 105a aus den Scheitelpunktkoordinaten für das Element 101, das im Vollbild n anzuzeigen ist, ausgewählt. Im Schritt 125 werden Interferenzfringes, die durch die Wellenfronten und den Referenzstrahl auf dem Anzeigeschirm 103 ausgebildet sind, berechnet und die Ergebnisse werden temporär im Speicher gespeichert. Als Nächstes werden, weil es noch übrige Scheitelpunktkoordinaten gibt, die Scheitelpunktkoordinatendaten 105b, die im Schritt 124 übrig sind, ausgewählt, und eine gleiche Verarbeitung wird ausgeführt (Schritte 124 ~ 126).
Als Letztes werden temporär im Speicher gespeicherte Hologrammbilder aufeinanderfolgend angezeigt (Schritt 127).
Die obigen Schritte beenden den Anzeigeprozess von computererzeugten Hologrammen.
Demgemäß werden Hologramme des Anzeigeelements in unterschiedlichen Vollbildern durch Abtasten verteilt, und diese Vollbilder werden als Bildsequenzen angezeigt. Anders ausgedrückt ruft die Vollbildaufteilungs-Anzeigetechnik einen Bildeffekt in menschlicher Vision hervor, so dass detailliertere Formen oder eine größere Anzahl von Elementen selbst auf einer Anzeigevorrichtung niedriger Auflösung angezeigt werden können. Spezifischer wird unter Verwendung eines zweidimensionalen quadratförmigen Objekts, das in 10 dargestellt ist, als Beispiel das letzte Bild des quadratischen Objekts, das durch Fringemuster von den einzelnen Rahmen n, n + 1, n + 2, n + 3 umfasst ist, durch eine Reihe von groben Bildern beschrieben, die in Schichten, wie beispielsweise 231, 232, enthalten sind, die durch Punkte umfasst sind, die durch weite Abtastintervalle erzeugt sind. Wenn die Vollbilder mit hoher Geschwindigkeit kontinuierlich angezeigt werden, nimmt eine menschliche Vision sie als einzelnes Element wahr (d.h. ein Element, das mit einem feineren Abtastintervall abgetastet ist), wie es durch eine Schicht 233 dargestellt ist, von der quadratischen Form, die durch dicht gepackte Punkte umfasst ist. Daher können selbst auf einer Anzeigevorrichtung niedriger Auflösung detailliertere Formen und eine höhere Anzahl von Elementen angezeigt werden.
Das in 1 gezeigte Ablaufdiagramm entspricht demjenigen, was in 3 gezeigt ist, wie es folgt: die Schritte 121 ~ 127 in 3 entsprechen den Schritten 11 ~ 17 in 1.
Beim obigen Beispiel werden zuerst die Schritte 121 bis 126 ausgeführt und wird der Schritt 127 wiederholt, um ein Bewegtbild zu erzeugen, aber es ist auch möglich, eine Echtzeitansicht basierend auf den Schritten 121 bis 127 zur Verfügung zu stellen, ohne zu dem dazwischen liegenden Speicherschritt Zuflucht zu nehmen. In diesem Fall werden die Hologramme, vor einem Ausführen des Schritts 127 aufeinander folgend zu einem Zielort übertragen bzw. gesendet, und werden die Bilder auf der Anzeigevorrichtung des Zielorts angezeigt. Durch Annehmen eines solchen Ansatzes wird es möglich, eine progressive Übertragung zur Verfügung zu stellen, wodurch das Element nach und nach klar wird, wenn die Anzahl von übertragenen Bildern größer wird. Weil die Anzahl von Anzeigeelementen in jeder Schicht relativ niedrig ist, sind Fringebeabstandungen relativ grob. Anders ausgedrückt ist im Vergleich mit den herkömmlichen Fringemustern die räumliche Frequenz bei der vorliegenden Technik niedriger, so dass es möglich ist, die Effizienz für eine Datenkompression zu erhöhen.
Ebenso wird bei dem obigen Beispiel angenommen, dass Scheitelpunktkoordinatendaten des Elements von Punktlichtquellen entstehen, um ein Hologramm basierend auf einer Sammlung von Punktlichtquellen zu erzeugen, aber der Typ von Lichtquelle ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht spezifiziert. Beispielsweise ist es möglich, anzunehmen, dass individuelle Oberflächen (Flecken bzw. Stücke) mit den 3D-Polygondaten separate planare Lichtquellen sind.
Es ist auch möglich, individuelle 3D-Daten des Anzeigeelements durch individuelle Voxel 106 zu ersetzen, die in 4 dargestellt sind, um den Anzeigeraum so zu repräsentieren, dass die eingegebenen Daten nun Volumendaten werden, um in jedem Voxel abgetastet zu werden. Das Konzept eines Voxels wird beim Ausführungsbeispiel 2 detailliert erklärt werden.
Die bisherige Präsentation basierte auf irgendeiner gegebenen Abtastregel für 3D-Daten, aber im Schritt 122 können eingegebene Daten Element für Element umgewandelt werden, so dass eine Abtastregel geändert werden kann, um zu den Attributen des Elements zu passen. Spezifisch können die folgenden Schritte vorgenommen werden.
1) Abtastung basierend auf dem Abstand zwischen dem Element und dem Schirm
Wenn eine Szene Elemente aufweist, die über einen Abstand verteilt sind, können diejenigen Elemente die weiter weg vom Schirm sind mit niedrigeren Intervallen abgetastet werden, während die Elemente, die näher zum Schirm sind, in feineren Intervallen abgetastet werden. Die räumlichen Frequenzen von Fringemustern für weite Elemente sind niedriger als diejenigen von nahen Elementen, so dass selbst dann, wenn die Abtastdichte erhöht wird, die Wahrscheinlichkeit einer wechselseitigen Zerstörung von Fringes gering ist.
2) Abtastung basierend auf Eigenschaften eines Elements
Eine Abtastdichte für sich bewegende Elemente wird niedriger als diejenige für statische Elemente gemacht. Sich bewegende Elemente zeigen keine Probleme einer Bildqualität im Vergleich mit statischen Elementen und zwar selbst bei niedrigeren Abtastdichten. Eine Abtastregel kann so ausgewählt werden, dass die Abtastdichte um so niedriger ist, je schneller die Geschwindigkeit der sich bewegenden Elemente ist.
Wie es oben erklärt ist, wird durch Synthetisieren von Wellenfronten von sich unterscheidenden räumlichen Frequenzen durch eine Abtastregel gemäß den Eigenschaften des Elements eine wechselseitige Zerstörung von Interferenzfringes reduziert. Daher kann selbst eine Anzeigevorrichtung mit niedriger Auflösung viele Elemente haben, die gleichzeitig angezeigt werden. Es ist möglich, die oben diskutierten Abtastregeln 1) und 2) zu kombinieren.
Obwohl die obigen Beispiele auf einem Ansatz eines Änderns der Abtastregeln basierte, um zu den Eigenschaften des Elements zu passen, können dieselben Effekte durch Erwägen eines geeigneten Ansatzes beim Erzeugen der Liste für Scheitelpunktkoordinatendaten im Schritt 122 erzeugt werden. Spezifisch sind die folgenden Ansätze möglich.
1) Listenerzeugungsregel basierend auf einem Abstand zwischen Element und Anzeigeschirm
Eine Scheitelpunktkoordinatendaten wird so erzeugt, dass die Elemente, die weg von dem Anzeigeschirm sind, mit einer niedrigen Dichte von Scheitelpunktkoordinatendaten abgetastet werden, während die Elemente, die nahe dem Anzeigeschirm sind, mit einer hohen Dichte von Scheitelpunktkoordinatendaten abgetastet werden.
2) Listenerzeugungsregel basierend auf Eigenschaften eines Elements
Für sich bewegende Objekte wird die Dichte von Scheitelpunktkoordinatendaten niedrig gemacht, und für statische Objekte wird die Dichte von Scheitelpunktkoordinatendaten hoch gemacht. Je höher die Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts ist, um so niedriger kann die Datendichte von Scheitelpunktkoordinaten sein.
Wenn einmal eine Abtastregel im Schritt 123 ausgewählt ist, wird die Abtastregel auf alle Elemente angewendet. Ebenso können die obigen Regeln 1) oder 2) auf eine geeignete Weise kombiniert werden.
Als Nächstes ist ein Beispiel der Konfiguration der Anzeigevorrichtung, die mit dem Verfahren gemäß dem Ablaufdiagramm in 3 zu verwenden ist, in 7 gezeigt. Die Anzeigevorrichtung weist folgendes auf: Einen Dateneingabeabschnitt 130; einen Datenumwandlungsabschnitt 131; einen Datenabtastabschnitt 133; einen Abtastregel-Entscheidungsabschnitt 132; einen Fringemuster-Berechnungsabschnitt 134; und einen Fringemuster-Anzeigeabschnitt 135. Der Betrieb der Vorrichtung wird im Folgenden präsentiert werden.
Die 3D-Daten des Anzeigeobjekts, die durch den Dateneingabeabschnitt 130 eingegeben sind, werden in eine Datenstruktur umgewandelt, um zu den Berechnungsnotwendigkeiten zu passen, wie beispielsweise Dichte oder spärliche 3D-Daten. Im Abtastregel-Entscheidungsabschnitt 132 wird über eine Abtastregel basierend auf dem Typ von eingegebenen Daten entschieden, und der Datenabta stabschnitt 133 tastet die eingegebenen Daten ab. Der Fringemuster-Berechnungsabschnitt 134 berechnet die Fringemuster unter Verwendung der abgetasteten 3D-Daten, um als Hologramme angezeigt zu werden. Die berechneten Hologrammbilder werden aufeinander folgend auf dem Fringemuster-Anzeigeabschnitt 135 angezeigt. Das bedeutet, dass der Dateneingabeabschnitt 130 den in 3 gezeigten Schritt 121 ausführt und der Datenumwandlungsabschnitt 131 den Schritt 122 ausführt. Der Abtastregel-Entscheidungsabschnitt 132 für den Schritt 123 aus und der Datenabtastabschnitt 133 führt die Schritte 124, 126 aus. Der Fringemuster-Berechnungsabschnitt 134 führt den Schritt 125 aus und der Fringemuster-Anzeigeabschnitt 135 führt den Schritt 127 aus.
Die in 7 gezeigten verschiedenen Abschnitte entsprechen denjenigen in 2 wie folgt: der Dateneingabeabschnitt 130 in 7 dem Anzeigeobjekt-Eingabeabschnitt 1 in 2; der Datenumwandlungsabschnitt 131, der Abtastregel-Entscheidungsabschnitt 132 und der Datenabtastabschnitt 133 dem Elementmanagementabschnitt 2; der Fringemuster-Berechnungsabschnitt 134 dem Bilderzeugungsabschnitt 3 und der Fringemuster-Anzeigeabschnitt 135 dem Bildanzeigeabschnitt 5.
Demgemäß wird ein anzuzeigendes Element in einem Hologramm durch Bildsequenzen beobachtet, die benachbarte Vollbilder sind, die durch Verteilen des Elements gemäß einer ausgewählten Bildabtastregel in eine Vielzahl von unterschiedlichen Vollbildern erzeugt sind. Das bedeutet, dass effektiv eine Vollbildaufteilungstechnik verwendet wird, um detailliertere Formen eines Elements oder eine größere Anzahl von Elementen in einem holografischen Bild anzuzeigen. Weil die Anzahl von Elementen, die in einer Schicht enthalten sind, erniedrigt ist, werden Interferenzfringes für jedes Element erniedrigt, um dadurch das S/N-Verhältnis zu erniedrigen, um ein Vergraben des Bilds im Hintergrundrauschen zu vermeiden, und die Anzahl von Elementen zu erhöhen, die in einem Hologramm klar angezeigt werden können.
Wenn eine Abtastregel basierend auf Eigenschaften eines Elements ausgewählt ist, würden Wellenfronten von sich unterscheidenden räumlichen Frequenzen so synthetisiert werden, dass eine wechselseitige Zerstörung von Fringemustern verringert werden kann. Daher kann die Anzahl von Elementen, die gleichzeitig angezeigt werden können, selbst auf einer Anzeigevorrichtung niedriger Auflösung erhöht werden.
Beim Ändern des Umwandlungsschritts 122 in 3 zu einer Umwandlung in Voxeldaten kann dann, wenn eine Abtastregel zum Abtasten gemäß beispielsweise der Hilbert-Kurve ist, die Anzeigeauflösung für das Anzeigeobjekt hierarchisch beschrieben werden, und es wird möglich, eine progressive Anzeige von Bildern durchzuführen.
Weiterhin kann dann, wenn die holografischen Bilder zu übertragen sind, die Anzahl von in einem Bildschirm anzuzeigenden Objekten erniedrigt werden, so dass die Hologramme selbst mit einer geringeren Anzahl von räumlichen Frequenzen dargestellt werden können, was darin resultiert, dass die Effizienz einer Datenkompression erhöht werden kann. Dies wäre dann nützlich, wenn eine Übertragungskapazität begrenzt ist. Weil aufeinander folgende Übertragungen von Bilddaten in Schichten von sich unterscheidenden Datendichten präsentiert werden, wird die Hologrammbildqualität von der Kapazität der Übertragungseinrichtung abhängig. Anders ausgedrückt werden Bilder niemals vollständig unsichtbar gemacht, aber die Bildauflösung wäre in einer Übertragungsumgebung niedriger Kapazität schlecht, wäre aber in einer Übertragungsumgebung hoher Kapazität hoch, weil es einen geringeren Verlust an detaillierten Daten gäbe.
[Ausführungsbeispiel 2]
Beim Ausführungsbeispiel 1 bestand der Ansatz im Vorbereiten einer Liste von Scheitelpunktkoordinaten für jedes Objekt, und eine Scheitelpunktabtastung wurde gemäß der Liste ausgeführt. Beim Ausführungsbeispiel 2 wird der Anzeigeraum, der das Anzeigeobjekt enthält, in eine Reihe von Kuben oder "Voxeln" getrennt, so dass jedes Voxel durch die Vorrichtung abgetastet wird.
Das Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen präsentiert werden.
Zuerst wird das Verfahren des Ausführungsbeispiels 2 erklärt werden.
8 ist ein Ablaufdiagramm für ein Beispiel des Verfahrens.
Zuerst wird ein Anzeigeobjekt, wie beispielsweise Polygondaten oder Volumendaten (abgetastete Daten wie beispielsweise CT-Bilder) in Voxeldaten 221 umgewan delt, wie beispielsweise diejenigen, die in 9A gezeigt sind (Schritt 201). Jedes Voxel wird durch eine Voxelnummer (Nr.) identifiziert und ein Voxel, das ein Anzeigeobjekt enthält, hat registrierte Koordinaten (x, y, z) und eine Intensität (A). Im Fall einer Tabelle 222, die in 9B angegeben ist, kann es gesehen werden, dass Voxel-Nr. 3, 4, 5 und 6 ein Objekt enthalten.
Die Voxeldaten 221 werden in den Schritten 202, 203 unter einer gegebenen Abtastregel (beispielsweise in gleichen Abständen wie beispielsweise alle 3 Kastenzellen) abgetastet. Diejenigen Voxel, die abgetastet worden sind, werden durch ein abgetastetes Flag (beispielsweise durch Eingeben von 1 am Ende einer Zählspalte) identifiziert, wie es in Tabelle 222 angezeigt ist. Wenn ein Voxel ein Anzeigeobjekt enthält (Schritt 204), wird die Intensität des Objekts bestimmt und wird eine entsprechende Punktlichtquelle zugeordnet. Eine Wellenfront von dieser Punktlichtquelle auf der holografischen Ebene wird berechnet (Schritt 205) und die Ergebnisse werden in einem Speicher gespeichert (Schritt 207). In der Tabelle 222 in 9B ist das Voxel Nr. 4 das Objekt einer Verarbeitung.
Ein Abtasten wird so fortgesetzt, dass alle Wellenfronten von jeder Punktlichtquelle berechnet werden (Schritt 206) und alle Wellenfronten synthetisiert werden, und mit den Wellenfronten des Referenzstrahls verarbeitete berechnete Ergebnisse werden in den Bildspeicher geschrieben (Schritt 207). Die in die Bildspeicher geschriebenen Daten werden im Schritt 208 als Hologramme (Fringemuster) angezeigt. Als Nächstes werden im Schritt 209 übrige Voxel wiederholt demselben Prozess unterzogen (Schritte 203 bis 209). In Bezug auf die Tabelle 222 in 9B werden die Voxel Nr. 2 und 5 die Ziele zum Abtasten in der zweiten Runde, und da ein Element im Voxel Nr. 5 existiert, wird nur das Voxel Nr. 5 das Ziel für eine Wellenfrontberechnung. Hier kann die Ablauffolge der Schritte 209, 208 umgekehrt werden. Dies wird dadurch möglich gemacht, dass eine Vielzahl von Bildspeichern vorgesehen ist, so dass eine Vielzahl von Wellenfrontergebnissen für Anzeigeelemente berechnet werden kann, so dass dann, wenn sie anzuzeigen sind, es nötig ist, nur einen Datenrückrufschritt aus den Bildspeichern auszuführen. Dieser Ansatz ermöglicht ein schnelleres Anzeigen von vielen Vollbildern.
Die Schritte in 1 entsprechen denjenigen in 8 wie folgt: der Schritt 201 in 8 entspricht dem Schritt 12 in 1; Schritt 202 dem Schritt 13; der Schritt 203 dem Schritt 14; die Schritte 204, 206, 209 dem Schritt 16; der Schritt 205 dem Schritt 15; und die Schritt 207, 208 dem Schritt 17. In 8 ist ein Schritt entsprechend dem Schritt 11 in 1 weggelassen.
Durch Wiederholen des Abtastprozesses, der oben präsentiert ist, wird unter Verwendung eines zweidimensionalen quadratförmigen Elements, das in 10 dargestellt ist, als Beispiel das letztliche Bild des quadratischen Elements, das Fringemuster von den individuellen Vollbildern n, n + 1, n + 2, n + 3 umfasst, durch eine Reihe von groben Bildern dargestellt, die in Schichten wie beispielsweise 231, 232 enthalten sind, die durch Punkte umfasst sind, die durch weit getrenntes Abtasten erzeugt sind. Wenn die Vollbilder kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit angezeigt werden, nehmen menschliche Augen sie als einzelnes Element war (wie ein Element, das mit einer feineren Abtastrate abgetastet ist), wie es durch eine Datei 233 dargestellt ist, von einer quadratischen Form, die durch dicht gepackte Punkte umfasst ist.
Als Nächstes werden die Konfiguration und die Operation der Vorrichtung mit den oben präsentierten Komponentenabschnitten erklärt werden. 11 ist ein Blockdiagramm der Vorrichtung zum Anzeigen von Hologrammen.
Die Vorrichtung weist folgendes auf: einen Datenumwandlungsabschnitt 241; einen Anzeigeelement-Managementabschnitt 242; einen Abtastpositions-Entscheidungsabschnitt 243; einen Wellenfrontberechnungsabschnitt 244; einen Fringemuster-Synthetisierungsabschnitt 245; einen Fringemuster-Speicherabschnitt 246; und einen Wellenfrontanzeigeabschnitt 247.
Das in den Datenumwandlungsabschnitt 241 eingegebene Anzeigeobjekt wird in Voxeldaten umgewandelt und wird im Anzeigeobjekt-Managementabschnitt 242 gespeichert. Im Abtastpositions-Entscheidungsabschnitt 243 ist eine Abtastregel im Voraus ausgewählt worden und weist den Wellenfrontberechnungsabschnitt 244 in Bezug auf Voxelpositionen an, die abzutasten sind. Im Wellenfrontberechnungsabschnitt 244 wird dann, wenn das abgetastete Voxel ein registriertes Objekt hat, eine Punktlichtquelle zu dem Voxel zugeordnet, um die Wellenfront auf der Hologrammebene zu berechnen. Die berechneten Wellenfrontdaten werden im Speicher in dem Wellenfrontsynthetisierungsabschnitt 245 registriert. Alle relevanten Voxel werden der obigen Verarbeitung unterzogen, und Wellenfrontdaten werden aufeinander folgend zum Speicher hinzugefügt. Wenn die Verarbeitung beendet ist, registriert der Wellenfrontsynthetisierungsabschnitt 245 Speicherdaten in dem Bildspeicher des Fringemuster-Speicherabschnitts 246. Die obigen Verarbeitungsschritte werden aufeinander folgend durchgeführt und die Ergebnisse werden entsprechend im Fringemuster-Speicherabschnitt 246 registriert. Die registrierten Fringemuster werden aufeinander folgend zu dem Wellenfrontanzeigeabschnitt 247 aufgerufen, um angezeigt zu werden.
Die Strukturen in 11 entsprechen denjenigen in 2 wie folgt. Der Datenumwandlungsabschnitt 241, der Anzeigeelement-Managementabschnitt 242 und der Abtastpositions-Entscheidungsabschnitt 243 in 11 entsprechen dem Element-Managementabschnitt 2 in 2; der Wellenfrontberechnungsabschnitt 244, der Fringemuster-Synthetisierungsabschnitt 245 dem Bilderzeugungsabschnitt 3; der Fringemuster-Speicherabschnitt 246 dem Bildspeicherabschnitt 4; und der Wellenfrontanzeigeabschnitt 247 dem Bildanzeigeabschnitt 5. Ein Abschnitt entsprechend dem Anzeigeobjekt-Eingabeabschnitt in 2 ist in 11 weggelassen.
Die Steuermethode, die oben umrissen ist, ermöglicht, klarere Bilder als herkömmliche Bilder selbst auf einer Anzeigevorrichtung niedriger Auflösung anzuzeigen, und zwar aufgrund der niedrigen Anzahl von Elementen, die in jeder Schicht gezeigt sind, die ein Vollbild des anzuzeigenden Elements bildet.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl beim obigen Ausführungsbeispiel angenommen ist, dass das Element eine Punktlichtquelle ist, es möglich ist, anzunehmen, dass eine planare Lichtquelle mit einem Oberflächenneigungswinkel als Parameter innerhalb eines Voxels existiert, weshalb es nicht nötig ist, den Typ einer Lichtquelle auf dieses Ausführungsbeispiel zu beschränken.
Ebenso wurde beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine äquidistante Abtastung als Abtastverfahren verwendet, aber andere Abtastverfahren können verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, progressive Bilder anzuzeigen, wenn eine Abtastregel basierend auf der Hilbertkurve, die das Element abtastet, ausgewählt wird, so dass die Anzeigeauflösung für das Anzeigeobjekt beim schrittweisen Ändern von Schichten von einer groben Bildauflösung (niedrige Datendichte) zu einer progressiv feineren Auflösung (hohe Datendichte) abgetastet werden kann. Durch Abtasten des Raums in solchen Schichten ist es möglich, Bilder progressiv anzuzeigen. Ebenso kann dann, wenn es viele Objekte in einem Voxel gibt, ein Abtasten durch Schichten oder ein Abtasten von Bildern niedriger Dichte auf viele Weisen durchgeführt werden. Eine Auswahl kann auf Objekten einer maximalen Intensität oder auf einer in Bezug auf einen Durchschnitt berechneten Intensität für alle Elemente basieren, so dass es keine Notwendigkeit zum Spezifizieren irgendeines bestimmten Ansatzes gibt. Wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen können die abgetasteten Fringemuster aufeinander folgend zu einem Zielort übertragen werden, und die Bildanzeige des Zielorts kann zum Auffrischen der Bilder verwendet werden, um eine progressive Bild-Übertragung/Anzeige zu ermöglichen.
Ein Abtastverfahren kann auf einer Kombination von Voxeln, die bei einem weiten Abstand vom Anzeigeschirm sind, mit denjenigen, die nahe zum Schirm sind, basieren. Räumliche Frequenzen, die von weit entfernten Elementen erhalten werden, sind niedriger als diejenigen von nahen Elementen, so dass eine wechselseitige Zerstörung von Fringemustern, die auf einem Schirm angezeigt werden, reduziert werden kann.
Weiterhin können andere Abtastverfahren ein Verfahren enthalten, das auf einem Erniedrigen der Abtastdichte für diejenigen Voxel basiert, die nahe zu dem Anzeigeschirm sind, und einem Erhöhen der Abtastdichte für diejenigen, die weit entfernt von dem Schirm sind. Räumliche Frequenzen für weite Objekte sind niedriger als diejenigen für nahe Objekte, so dass die Wahrscheinlichkeit einer Zerstörung von Fringemustern für die weiten Objekte selbst dann geringer ist, wenn die Abtastdichte erhöht wird.
Ebenso muss es in Bezug auf den anfangs zu spezifizierenden Raum nicht die gesamten eingegebenen Daten sein, sondern es kann ein Teilraum sein, um nur das Anzeigeobjekt zu enthalten, oder es kann Volumendaten sein, die für jedes individuell zu verarbeitende Anzeigeobjekt angenommen sind. Anders ausgedrückt kann für jedes Anzeigeobjekt ein Volumendatum lokal definiert werden, um dadurch zu ermöglichen, ein optimales Maß an Auflösung für statische sowie für sich bewegende Objekte zu definieren.
Wie es oben beschrieben ist, kann das vorliegende Verfahren einer Holografie detailliertere Formen oder mehr Objekte im Vergleich zu den herkömmlichen Technologien einer Hologrammanzeige anzeigen, indem ermöglicht wird, mehrere Vollbilder anzuschauen, während die Anzahl eines in jedem Vollbild enthaltenen Anzeigeobjekts erniedrigt wird.
Weiterhin ermöglicht der Raumaufteilungsansatz, dass ungeachtet der Komplexität des Anzeigeobjekts Fringemuster gemäß einem einheitlichen Ausmaß an Rechenanstrengung berechnet werden.
Weiterhin ermöglicht eine Auswahl einer Abtastregel, das optimale Maß an Auflösung zu erreichen, das zum Anzeigen eines Elements für jedes Vollbild nötig ist, um es dadurch zu ermöglichen, das Volumen von Daten zu erniedrigen, die für eine Übertragung holografischer Information nötig sind, oder eine progressive Übertragung auszuführen, um zu den Änderungen bezüglich der Übertragungskapazität zu passen.
Fasst man das obige Ausführungsbeispiel zusammen, weist das verkörperte Verfahren zum Anzeigen berechneter Hologramme folgende Schritte auf: Vorbereiten von Anzeigedaten für ein Anzeigeobjekt als Voxeldaten; Spezifizieren einer Abtastregel für ein Voxel; Abtasten eines Objektraums gemäß einer ausgewählten Abtastregel; Bestimmen, ob ein Objekt in einem Voxel existiert, das abgetastet wird, und Annehmen, dass ein Voxel, das ein Objekt enthält, eine Lichtquelle ist; Berechnen einer Wellenfront, die durch ein Voxel, das ein Objekt enthält, ausgesendet wird, um ein Fringemuster als Hologrammbild zu erhalten; Wiederholen der Schritte zum Abtasten eines Voxels und zum Berechnen einer Wellenfront; und aufeinander folgendes Anzeigen einer Reihe von Hologrammbildern, die so erzeugt sind, auf einem Anzeigeschirm.
Die holografische Anzeigevorrichtung, die oben verkörpert ist, zum Anzeigen berechneter Hologramme weist folgendes auf: einen Datenumwandlungsabschnitt zum Umwandeln eines Objekts in Voxeldaten; einen Anzeigeobjekt-Managementabschnitt zum Managen von so umgewandelten Voxeldaten; einen Abtastregel-Bestimmungsabschnitt zum Spezifizieren einer Abtastregel zum Abtasten der Voxeldaten; einen Wellenfront-Berechnungsabschnitt zum Berechnen einer Wellenfront, die durch ein Voxel, das ein Objekt enthält, erzeugt ist, durch Annehmen, dass das Voxel, das ein Objekt enthält, eine Lichtquelle ist; einen Fringemuster-Synthetisierungsabschnitt zum Kombinieren einer Vielzahl von berechneten Wellenfronten für alle abgetasteten Daten, um ein Fringemuster zu erzeugen; einen Fringemuster-Speicherabschnitt zum Speichern synthetisierter Fringemuster; und einen Wellenfrontanzeigeabschnitt zum Anzeigen eines holografischen Bildes, das durch Fringemuster umfasst ist.
Die oben beschriebene Vorrichtung kann weiterhin mit einem Datenübertragungsabschnitt zum aufeinander folgenden Übertragen gespeicherter Fringemuster und zum Ersetzen des Anzeigeabschnitts mit einem seriellen Anzeigeabschnitt zum seriellen Anzeigen aufeinander folgend übertragener Fringemuster versehen sein.
Demgemäß wird ein anzuzeigendes Objekt in einem Hologramm durch filmartige benachbarte Vollbilder beobachtet, die durch Verteilen des Objekts gemäß einer ausgewählten Bild-Abtastregel zu einer Vielzahl von unterschiedlichen Vollbildern erzeugt werden. Das bedeutet, dass effektiv eine Vollbildaufteilungstechnik verwendet wird, um detailliertere Formen oder eine größere Anzahl von Elementen in einem holografischen Bild anzuzeigen. Weil die Anzahl von Daten, die in einer Schicht enthalten sind, verringert ist, werden Interferenzfringes für jedes Element verringert, um dadurch das S/N-Verhältnis zu erniedrigen, um ein Vergraben des Bilds im Hintergrundrauschen zu vermeiden, und die Anzahl von Objekten zu erhöhen, die in einem Hologramm klar angezeigt werden können.
Im Schritt einer Auswahl einer Abtastregel für Voxeldaten ist es durch Auswählen einer Abtastregel basierend auf der Hilbert-Kurve zum Abtasten möglich, progressive Bilder des Objekts so anzuzeigen, dass die Anzeigeauflösung für das Anzeigeobjekt in nach und nach sich ändernden Schichten beschrieben werden kann.
Weiterhin können dann, wenn die holografischen Bilder zu übertragen sind, weil die Anzahl von in einer Schicht anzuzeigenden Objekten erniedrigt ist, das vorliegende Verfahren und die vorliegende Vorrichtung einige Grenzen bezüglich Übertragungskapazitäten anpassen. Durch aufeinander folgendes Senden von holografischen Bilddaten, die auf Schichten von sich unterscheidenden Datendichten präsentiert werden, werden selbst dann, wenn sich die Übertragungskapazität ändert, progressive Bilder bei der vorliegenden Erfindung niemals vollständig unsichtbar gemacht, aber die Bildauflösung würde in einer Übertragungsumgebung niedriger Kapazität schlecht werden, aber würde in einer Übertragungsumgebung hoher Kapazität hoch werden.
[Ausführungsbeispiele 3 bis 6]
Die im Folgenden präsentierten Ausführungsbeispiele 3 bis 6 beziehen sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Verteilen digitaler Bilder aus Fringemustern für eine Vielzahl von Objekten über eine Vielzahl von Schichten von Bewegtbildern in Bildschichten, wie beispielsweise Vollbilder/Teilbilder, so dass, obwohl jede Schicht eine geringere Anzahl von Objekten enthält, ein Vollbild als Gesamtes, das aus irgendeiner gegebenen Anzahl von Teilbildschichten besteht, eine größere Anzahl von Objekten zeigen kann.
Vor einem Erklären der Details der Ausführungsbeispiele 3 bis 6, werden allgemeine Merkmale des Anzeigeverfahrens für berechnete Hologramme unter Bezugnahme auf 12 präsentiert werden. Zuerst werden 3D-Daten des Anzeigeobjekts in die Vorrichtung eingegeben (Schritt 21).
Dann werden die eingegebenen Daten der Anzeigeobjekte klassifiziert/gruppiert, wie es nötig ist, und werden durch den Referenzstrahl ausgebildete Interferenzfringes für jedes klassifizierte oder gruppierte Anzeigeobjekt berechnet (Schritt 22).
Als Nächstes werden die berechneten Fringemuster in digitale Bilder umgewandelt, indem sie in einzelne Bits getrennt werden (Schritt 23).
Als Nächstes werden Bildsequenzen für eine Anzeige durch Kombinieren von Bitbildern für jedes klassifizierte/gruppierte Anzeigeobjekt erzeugt (Schritt 24) und werden die erzeugten Bewegtbilder unter einer gesteuerten Zeitgabe angezeigt (Schritt 25).
Demgemäß kann durch Verteilen der digitalen Bilder einer Vielzahl von Fringemustern für eine Vielzahl von Elementen über eine Vielzahl von Schichten von Bitbildern eine größere Anzahl von Elementen über einem Vollbild angezeigt werden, das aus einer Anzahl von Schichten besteht, obwohl jede Schicht eine geringere Anzahl von Elementen enthält.
13 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels der Anzeigevorrichtung für ein berechnetes Hologramm zum Ausführen des in 12 gezeigten Verfahrens. Die Vorrichtung weist folgendes auf: einen Anzeigeobjekt-Eingabeabschnitt 1; einen Objektbild-Erzeugungsabschnitt 7; und einen Bildanzeigeabschnitt 8. Unter Bezugnahme auf die in 12 gezeigten Schritte führt der Anzeigeobjekt-Eingabeabschnitt den Schritt 21 aus, führt der Bilderzeugungsabschnitt 7 die Schritte 22 ~ 24 aus und führt der Bildanzeigeabschnitt den Schritt 25 aus.
Ein Bildspeicherabschnitt 4, der in 13 gezeigt ist, dient zum Speichern der durch den Bilderzeugungsabschnitt 7 berechneten Hologrammbilder und wird beim Anzeigen oder Überragen der gespeicherten Bilder für eine Anzeige verwendet. Der Bildspeicherabschnitt 4 kann auch zum temporären Speichern von Bildern verwendet werden, während Anzeigebilder erzeugt werden. Der Elementmanagementabschnitt 6 ist zum Zusammensetzen von Bitbildern nötig, wenn das eingegebene Anzeigeobjekt aus einer Vielzahl von Objekten besteht, und zum Ausführen eines Bitbild-Synthetisierungsprozesses, um die Eigenschaften der Objekte anzupassen.
Die Abschnitte/Vorrichtungen, die in 13 angezeigt sind, können eigene bestimmte Mikroprozessoren umfassen, oder sie können auch Anwendungssoftware sein, die durch Hardware, wie beispielsweise Speicher und eine CPU und ähnliches auszuführen ist.
Eine detaillierte Methode und eine detaillierte Vorrichtung für die Ausführungsbeispiele 3 ~ 6 werden im Folgenden diskutiert werden.
[Ausführungsbeispiel 3]
Zuerst werden normale Verfahren zum Anzeigen berechneter Hologramme erklärt werden. Zusätzlich zu den Verfahren, die bereits angegeben sind (akusto-optischer Modulator und Flüssigkristalltafel), enthalten die Anzeigeverfahren eine Anzeigevorrichtung hoher Präzision, die durch ein Verfahren für eine digitale Mikrospiegelvorrichtung (DMD = digital micromirror device) dargestellt ist (siehe Larry J. Hornbeck, "Digital light processing for high-brightness, high-resolution applications", Electronic imaging, El'97, Projection Displays III, an invited paper 1997). Dieses Verfahren verwendet Antriebsspiegel, die an denjenigen Stellen entsprechend individueller Anzeigepixel angebracht sind, und der ausgestrahlte Strahl wird zu verschiedenen Richtungen gerichtet, indem die Neigung der Spiegel geändert wird, um dadurch die Intensität (Weiß/Schwarz) von allen Pixeln zu steuern. Gemäß diesem Verfahren werden Intensitäten jedes Pixels digital ausgedrückt und werden die Bitanordnungen für individuelle Pixel seriell mit hoher Geschwindigkeit angezeigt, wobei die Bitanordnungen durch eine Vielzahl von Teilbildern dargestellt sind. Dieses Verfahren ist daher ein digitales Anzeigeverfahren und wird allgemein Pulsweitenmodulationsverfahren genannt.
Das Pulsweitenmodulationsverfahren wird unter Bezugnahme auf 22 erklärt werden. Wie es in einer Datei 351 gezeigt ist, werden dann, wenn eine Pixelintensität mit einem Informationsinhalt von 3 Bits ausgedrückt wird, die 2²-Pegel-Bitanordnungen, 2¹-Pegel-Bitanordnungen und 2⁰-Pegel-Bitanordnungen in einer Aufeinanderfolge separat präsentiert. Beispielsweise kann bei einer binären Codierung die Pixelintensität durch Anzeigen von entweder Weiß (1) oder Schwarz (0) ausgedrückt werden. Dann, wenn die Intensität beim binären Codieren 101 ist, werden zerlegte Bitanordnungen für die 2²-Pegel-Anordnung eine Präsentation in der Sequenz von Weiß-Weiß-Weiß-Weiß (d.h. 1-1-1-1), gefolgt durch Schwarz-Schwarz (d.h. 0-0) für die 2¹-Pegel-Anordnung, gefolgt durch Weiß (d.h. 1) für die 2⁰-Pegel-Anordnung sein. Durch Zuordnen von individuellen Pixeln zum Trennen von Teilbildern (i₀, i₁, ..., i₆) und durch Präsentieren der Bilder in jedem Teilbild auf sequentielle Weise können die Graupegel der individuellen Pixel dupliziert bzw. kopiert werden, wie es in einer Datei 352 gezeigt ist. Wenn die Teilbilder, die in einer Datei 353 gezeigte Bilder enthalten, sequentiell präsentiert werden, können sieben Teilbilder Graupegelbilder in einem Vollbild reproduzieren wie es in einer Datei 354 angezeigt ist.
Im Wesentlichen ist ein auf einer Pulsweitenmodulation basierendes digitales Mikrospiegelverfahren keine herkömmliche analoge Abstufungsanzeige, sondern ist eines der digitalen Anzeigeverfahren, das digitale Bilder direkt ausdrücken kann. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde das Pulsweitenmodulationsverfahren für das Anzeigeverfahren für berechnete Hologramme und die Vorrichtung zum gleichzeitigen Anzeigen einer Vielzahl von Elementen angenommen.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen präsentiert werden.
14 ist ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren, das auf Halbbildern und Vollbildern basiert. Die Beziehung von Vollbildern und Halbbildern bei einer Bewegtbildanzeige wird detailliert erklärt werden. Ein Vollbild bezieht sich auf eine Szene in Bewegtbildern und ist aus einer Vielzahl von Teilbildern zusammengesetzt, wobei jedes Teilbild eine Bildschicht enthält. Spezifisch ist dann, wenn jede Bildschicht in einem Vollbild durch 4 Bits (Attributenbits) ausgedrückt wird, die Bildschicht in 2⁰, 2¹, 2² und 2³ Anordnungen aus einem Block entfernt (zerlegt), und wird die Abstufung bzw. Abtönung durch Zuordnen einer entsprechenden Anzahl von Teilbildern zu jeder Anordnung ausgedrückt, so dass 2⁰ = 1 Teilbild, 2¹ = 2 Teilbilder, 2² = 4 Teilbilder und 2³ = 8 Teilbilder, so dass ein Vollbild aus 15 Teilbildern (= 1 + 2 + 4 + 8) bestehen würde.
Am Anfang werden Daten in Bezug auf die anzuzeigenden Objekte eingegeben und werden individuelle Attribute untersucht (Schritt 361). Beispielsweise werden Attribute unter Bezugnahme auf die folgenden Charakteristiken untersucht.

1) Attribute des Elements selbst ... Oberflächenfarbgebung, Abstufungen, Texturen, etc.;
2) Dynamische Eigenschaften ... Formänderungen, Translation, Rotation, etc.; und
3) Lokalisierung von Elementen ... Abstand vom Anzeigeschirm, etc.

Als Nächstes wird das Ausmaß an Informationskomplexität, die zum Anzeigen der Objekte (Anzahl von Attributenbits und Abtönung bzw. Abstufung nötig ist, auf der Basis der Attribute der Objekte bestimmt (Schritt 362). Ein Informationsinhalt, der zum Ausdrücken der Objekte und der Attribute der Objekte nötig ist, wird auf eine geeignete Weise im Voraus definiert, wie z.B. eine Tabelle, und über einen Informationsinhalt wird gemäß einer solchen Referenz entschieden. Qualitative Beziehungen zwischen dem Informationsinhalt und den Attributen der Objekte sind in der folgenden Liste beispielhaft gezeigt.
1) Attribute der Objekte selbst
Mehr Information wird für Objekte mit einer Oberflächenfarbgebung, vielen Abtönungen und komplexen Formen benötigt.
2) Dynamische Eigenschaften
Weniger Information wird für schnellere Änderungen bezüglich einer Form, einer Bewegung und einer Drehung benötigt.
3) Lokalisierung
Weniger Information wird für Elemente benötigt, die weiter weg vom Anzeigeschirm angeordnet sind.
Erklärungen werden im Folgenden unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele einer Verarbeitung eines Anzeigeobjekts, das durch drei Elemente umfasst ist, zur Verfügung gestellt. Die drei Elemente werden Elemente A, B und C mit jeweiligen Attributen a, b und c genannt. Es wird angenommen, dass das Attribut "a" durch 8-Bit-Daten auszudrücken ist, das Attribut "b" durch 4-Bit-Daten und das Attribut "c" durch 3-Bit-Daten, und dass diese Erfordernisse bereits in einer Tabelle definiert sind, auf die Bezug zu nehmen ist.
Als Nächstes werden durch die von jedem der Elemente und dem Referenzstrahl ausgesendete Welle erzeugte Fringemuster für jedes klassifizierte Attribut berechnet. In diesem Fall wird eine Umwandlung in ein digitales Bild gemäß der Abstufungsbreite in Bezug auf die definierte Anzahl von Attributenbits durchgeführt (Schritt 363). Das so erzeugte digitale Bild wird durch eine Reihe von Pixeln (i, j) ausgedrückt, wie es in einer Datei 300, 15, dargestellt ist.
Als Nächstes wird jedes digitale Bild in jeweilige Teilbildanordnungen gemäß der definierten Anzahl von Attributenbits zerlegt (aus einem Block genommen) (Schritt 364). Bei diesem Beispiel umfassen die digitalen 8-Bit-Bilder in der Gruppe des Attributs "a" 255 Schichten, die als (= 128 + 64 + 32 + 18 + 4 + 2 + 1) Schichten von Teilbildern abgeleitet sind; die digitalen 4-Bit-Bilder in der Gruppe des Attributs "b" umfassen 31 (= 16 + 8 + 4 + 2 + 1) Schichten von Teilbildern; und die digitalen 2-Bit-Bilder in der Gruppe des Attributs "c" umfassen 7 (= 4 + 2 + 1) Schichten von Teilbildern.
Hier hat jedes Pixel in einem Teilbild eine 1-Bit-Information, weshalb von einem Teilbild gesagt werden kann, dass einen speziellen Fall (der Bitbilder) darstellt, der durch die Attributenbits ausgebildet ist. Dieser Typ von Beziehung zwischen den Bitbildern und den Teilbildern gilt auch für andere Ausführungsbeispiele.
Eine Datei 301 in 16A bezieht sich auf die Teilbildanordnung des Elements A, eine Datei 302 bezieht sich auf die Anordnung für das Element B; und eine Datei 303 bezieht sich auf die Anordnung für das Element C. Daher würde eine k-te Schicht des Teilbilds für das Element A als Akij ausgedrückt werden.
Eine Datei 311 in 17 zeigt ein Beispiel für ein Extrahieren von nur den Pixeln (i, j) in der Teilbildanordnung, die einen Intensitätswert von 129 [(11110001)₂] für das Element A zeigt. In der Zeichnung ist Weiß (0) und ist Schwarz (1). Dateien 312, 313 zeigen Pixel (i, j) für die Intensitätswerte von 7 bzw. 5, und zwar in Bezug auf die Elemente B, C.
Bei diesem Beispiel ist angenommen, dass Grauskalenabstufungen durch 256 Pegel dargestellt sind, was bedeutet, dass ein Bild eine 8-Bit-Grauskala erfordert und 255 Teilbilder präsentiert werden würden. Wenn der Informationsinhalt in 4- oder 3-Bit-Daten ausgedrückt wird, wie es oben angegeben ist, und wenn nur die Teilbilder, die durch diese Attributenbits erzeugt sind, angezeigt werden, würde der Intensitätspegel des angezeigten Elements extrem niedrig sein. Daher wird zum Bewahren der ursprünglichen Intensitätswerte der Elemente eine Intensität jedes Elements im Voraus derart eingestellt, dass sie der Anzahl von Attributenbits entspricht, so dass die Intensitäten von Elementen durch wiederholte Anzeigen von relevanten Teilbildern bewahrt werden können, während alle 256 Teilbilder präsentiert werden. 18 stellt diesen Ansatz dar, und eine Datei 321 zeigt den Fall eines Anzeigens des Elements A in der Anzeigezeit von 255 Teilbildern, und eine Datei 322 zeigt den Fall von sechzehn Wiederholungen (= 2⁷/2⁴) der Anzeige des Elements B innerhalb des Zeitintervalls zum Anzeigen von Teilbildern des Elements A, um den Intensitätswert des Elements B beizubehalten, und eine Datei 323 bezieht sich auf den Fall von zweiunddreißig Wiederholungen (= 2⁸/2³) der Anzeige des Elements C innerhalb des Zeitintervalls zum Anzeigen von Teilbildern des Elements A.
Anders ausgedrückt sind deshalb, weil das Element B 4 Bits und 31 Teilbilder hat, die Anzahl von Teilbildern (1/16) von derjenigen für das Element A. Wenn die Anzahl von Teilbildschichten, die zu präsentieren sind, derart eingestellt wird, dass sie die Intensität richtig berücksichtigt, wird die Intensität des Elements B um 1/16 in der in der Datei 302 gezeigten Teilbildanordnung erniedrigt. Wenn die Teilbilder angezeigt werden, werden sechzehn Wiederholungen von B Teilbildern für eine Anzeige der Teilbildanordnung für das Element A angezeigt. Dieser Ansatz behält das Maß an Intensität des Elements B bei. Gleichermaßen wird die Intensität für das Element C während eines digitalen Umwandlungsprozesses reduziert und wird eine Anzeige zweiunddreißig Mal für eine Anzeige der Teilbildanordnung für das Element A wiederholt.
Es sollte angegeben werden, dass deshalb, weil die Anzahl von Teilbildern mit unterschiedlichen Bitzahlen keine ganze Zahl ist, Bruchteilreste erzeugt werden. Solche Bruchteile werden weggeworfen. Ansätze, wie beispielsweise ein Hinzufü gen zu einem benachbarten Vollbild und andere Techniken sind möglich, und dieser Aspekt ist nicht spezifiziert worden.
Als Nächstes werden Fringemuster von jedem Teilbild zur gleichzeitigen Anzeige synthetisiert (addiert) und in eine binäre Codierung umgewandelt, um eine Teilbildanordnung D für ein Bewegtbild zu erzeugen (Schritte 365, 366). Hier besteht jedes binäre Teilbild vor einem Addieren aus 0 oder 1, aber nach der Addition von n Schichten von Teilbildern ist jedes Teilbild nicht mehr binär, sondern wird durch eine n-wertige Codierung dargestellt. Daher werden sie in Binärdaten zurück umgewandelt und werden dann Teilbild für Teilbild verarbeitet. Nimmt man ein Pixel (i, j) in einer in 18 gezeigten Teilbildanordnung, kann es beispielsweise mögliche Verarbeitungsschritte geben, wie beispielsweise folgende:

1) Wie es durch ein Pixel Dij in der Teilbildanordnung gezeigt ist, die in einer Datei 331 in 19 gezeigt ist, werden nur diejenigen Pixel eines Werts von 2 oder höher nach einer Addition einem Wert von 1 zugeordnet;
2) Wie es durch ein Pixel Dij in einer Datei 332 in 19 gezeigt ist, werden eine theoretische Summe (ODER) von individuellen Pixeln in den synthetisierten Bildern erhalten; oder
3) Wie es durch ein Pixel Dij in einer Datei 333 in 19 gezeigt ist, wird ein theoretisches Produkt (UND) der zusammengesetzten Bilder erhalten.

Es ist offensichtlich, dass Binarisierungstechniken nicht auf diejenigen beschränkt sind, die oben angegeben sind.
Die umgewandelte dynamische Teilbildanordnung D wird aufeinander folgend mit hoher Geschwindigkeit angezeigt (Schritt 367). Der Beobachter nimmt somit ein Element mit einer Spanne einer Schattierung aufgrund der oder nach einem Bild einer menschlichen Vision.
In diesem Fall entsprechen die Schritte in 14 denjenigen in 12 wie es folgt: Die Schritte 361 ~ 363 in 14 entsprechen den Schritten 22, 23 in 12, die Schritte 364 ~ 366 dem Schritt 24 und der Schritt 367 dem Schritt 25. In 14 ist ein Schritt entsprechend dem Schritt 21 in 12 weggelassen.
Ein Beispiel eines Anzeigens der zusammengesetzten Fringemuster des Anzeigeobjekts wird unter Bezugnahme auf 12 erklärt werden. Es wird angenommen, dass das Anzeigeobjekt drei Elemente A, B und C umfasst. Der Präsentationszyklus für das Anzeigeobjekt ist in einer Datei 341 in 20 gezeigt.
Zuerst werden Fringemuster für jedes Element berechnet (Schritt 22) und digitalisiert (Schritt 23). Hier wird die Anzahl von Bits beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht spezifiziert werden, aber die folgenden Erklärungen basieren auf einem Ausdrücken aller drei Elemente mit 8-Bit-Daten.
Wie es in einer Datei 341 in 20 gezeigt ist, werden die Elemente A, B während des Zeitintervalls t₁-t₂ angezeigt und werden die Elemente A, C während des Zeitintervalls t₂-t₃ angezeigt. Zuerst werden während t₁-t₂ digitale Bilder der Fringemuster für das Element A geholt und werden diejenigen für das Element B auch aufeinander folgend geholt. Dann werden durch Ersetzen des Pixels (j, j) niedrigsten Pegels für das Bild A durch das Pixel (i, j) höchsten Pegels für das Bild B und durch Wiederholen dieses Prozesses für alle Pixel im Schritt 24 neue digitale Bilder oder aufeinander folgende Teilbildanordnungen (beispielsweise Eij, Fij, Gij in 20) erzeugt.
Spezifisch wird allein das Bit höchsten Pegels (2⁷-Pegel) gelassen, aber alle Pegel unter 2⁶ werden durch den Wert des Bilds B beim 2⁷-Pegel ersetzt. Die Bedeutung des Ersetzungs- bzw. Austauschprozesses in Bezug auf das Pulsweitenmodulationsverfahren für eine digitale Bildgabe besteht darin, dass bei dem 2⁷-Pegel die Anzahl von Teilbildpräsentationen 128 mal ist und die Gesamtanzahl von Präsentationen bei Pegeln unter 2⁶ 127 (= 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1), so dass etwa dieselbe Anzahl von Teilbildpräsentationen für beide Elemente A und B erreicht wird. Dieses Verfahren erreicht eine Bildqualität, die etwa äquivalent zu einem Anzeigen der Elemente A und B zur gleichen Zeit ist. Ein weiteres mögliches Zusammensetzungsverfahren besteht nach einem Beenden der gesamten Teilbildanordnung für die Elemente A und B im Ersetzen einer Hälfte der Teilbildanordnung für das Element A durch eine Hälfte einer Teilbildanordnung für B, wie es durch eine Teilbildanordnung Eij in einer Datei 342a in 20 angezeigt ist.
Gleichermaßen wird im Intervall t₂ ~ t₃ ein Bit hohen Pegels für das Element C mit einem Bit niedrigen Pegels für das Element A umgeschaltet, wie es durch Fij in einer Datei 342b angezeigt ist, und wird in einem Intervall, das über t₃ hinausgeht, ein Bit hohen Pegels für das Element B mit einem Bit niedrigen Pegels für das Element A kombiniert, wie es in einer Datei 342c durch Gij angezeigt ist.
Durch aufeinander folgendes Anzeigen der Bewegtbilder, die erzeugt sind, wie es oben erklärt ist (Schritt 25), kann eine Anzahl von Elementen angezeigt werden, während ihre Werte einer Intensität bewahrt werden.
Es sollte angegeben werden, dass eine Verschlechterung bezüglich der Bildqualität selbst dann nicht schwerwiegend ist, wenn nur die Bits hohen Pegels verwendet werden, aber dies wird vollständiger beim Ausführungsbeispiel 6 erklärt werden.
Eine Grenzlinie zwischen den Bits eines oberen und eines niedrigen Pegels wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das Bit des obersten Pegels gezogen, das im Schritt 23 erzeugt wird, welches alle Bits trennt, die folgen. Eine solche Grenze kann durch eine Zeitgrenze oder ein Kombinieren einer oberen Hälfte von Bits von unterschiedlichen Elementen bedient werden, weshalb ein Verfahren zum Kombinieren von Bits nicht spezifiziert werden wird.
Ebenso wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Reihenfolge von Fringemusterpräsentationen für individuelle Elemente gemacht, aber das vorliegende Verfahren ist anwendbar, solange das Präsentationsintervall dasselbe (eine relevante Teilbildpräsentationsfrequenz) für denselben individuellen Bitpegel während eines gegebenen Intervalls ist, so dass die Sequenz einer Teilbildpräsentation bei unterschiedlichen Bitpegeln nicht spezifiziert werden wird.
Ebenso war beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Menge an Elementen 3, aber diese Größe hängt von der Auflösungsfähigkeit der Anzeigevorrichtung ab, und dieser Wert kann bei der vorliegenden Erfindung nicht spezifiziert werden. Ebenso sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Teilbildschichten und Bitzahlen für jedes Element beispielhaft durch Zahlen gezeigt, aber eine minimale/maximale Teilbildschicht, die zum Ausdrücken eines Elements nötig ist, und die Anzahl von Bits, die zum Anzeigen individueller Elemente nötig sind, sind nicht beschränkt.
Ebenso werden beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Schwarz/Weiß-Binärbestimmungen zum Anzeigen jedes Teilbilds verwendet, aber es ist nicht nötig, auf eine solche binäre Codierung beschränkt zu sein. Wenn die Anzeigevorrichtung die Teilbilder mit einer schnelleren Geschwindigkeit als Schaltgeschwindigkeiten schalten kann, die normalerweise für ein Pulsweitenmodulationsverfahren verwendet werden, können mehrwertige Bilder verwendet werden. Wenn ein solcher Ansatz möglich ist, können noch mehr Elemente oder mehr klare Bilder realisiert werden.
Als Nächstes wird eine Konfiguration der Anzeigevorrichtung für berechnete Hologramme mit den oben beschriebenen Merkmalen in 21 präsentiert werden. Die Vorrichtung weist folgendes auf: einen Anzeigeobjekt-Managementabschnitt 371; einen Digitalbild-Verarbeitungsabschnitt 372; einen Teilbild-Verarbeitungsabschnitt 373; einen Bildspeicher-Managementabschnitt 374; und einen Bildanzeigeabschnitt 375. Die Vorrichtung wird wie folgt betrieben.
Die Anzeigeobjekte werden durch den Anzeigeobjekt-Managementabschnitt 371 gemanagt und werden gemäß den Attributen der Elemente klassifiziert. Im Digitalbild-Verarbeitungsabschnitt 372 werden diejenigen Elemente, die durch den Anzeigeobjekt-Managementabschnitt 371 klassifiziert sind, separat geholt, um die Fringemuster zu berechnen, um Hologramme zu erzeugen, und werden gemäß den Bit-Daten für die relevanten klassifizierten Attribute in digitale Bilder umgewandelt. Digitalisierte Bilder werden in Teilbildanordnungen im Teilbild-Verarbeitungsabschnitt gemäß den Bit-Daten zerlegt und werden im Bildspeicher-Managementabschnitt 374 gespeichert. Der Teilbild-Verarbeitungsabschnitt 373 holt aufeinander folgend Teilbilder aus dem Bildspeicher-Managementabschnitt 374 und erzeugt ein neues Teilbild, das eine Vielzahl von Teilbildern enthält, und speichert sie im Bildspeicher-Managementabschnitt 374. die Bildanordnungen, die im Bildspeicher-Managementabschnitt 374 gespeichert sind, werden aufeinander folgend auf dem Bildanzeigeabschnitt 375 angezeigt.
Verschiedene Abschnitte in 21 entsprechen denjenigen in 13 wie folgt. Der Anzeigeobjekt-Managementabschnitt 371 in 21 entspricht dem Element-Managementabschnitt 6; der Digitalbild-Verarbeitungsabschnitt 372 und der Teilbild-Verarbeitungsabschnitt 373 dem Bilderzeugungsabschnitt 7; der Bildspeicher-Managementabschnitt 374 dem Bildspeicherabschnitt 4; und der Bildanzeigeabschnitt 375 dem Bildanzeigeabschnitt 8.
Demgemäß ermöglicht die vorliegende Erfindung, mehr Elemente innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls durch Auswählen des Informationsinhalts anzuzeigen, um zu den Attributen des Anzeigeobjekts (Intensität, Bewegung, etc.) zu passen; durch Steuern des Präsentationsintervalls gemäß dem Informationsinhalt; und durch Bilden einer Ablauffolge von Vollbildern/Teilbildern als Bewegtbilder; so dass insgesamt mehr Elemente angezeigt werden, selbst wenn jeder einzelne Schirm (Schicht) weniger Elemente enthält. Dieser Ansatz ermöglicht, das strenge Auflösungserfordernis für die Anzeigevorrichtung zu lockern.
Zusammengefasst werden Objekte mit solchen Grauvariationen bezüglich Texturen, die einen hohen Informationsinhalt erfordern, beispielsweise durch 8-Bit-Daten ausgedrückt, und werden diejenigen Objekte ohne solche Grauvariationen, die einen geringeren Informationsinhalt erfordern, Daten mit weniger Bits zugeteilt (beispielsweise 4 Bits). Eine schlechte Qualität einer Wiedergabe von Farben oder Texturen ist in den Bildern von sich bewegenden Objekten weniger bemerkbar, so dass eine geringere Anzahl von Bits adäquat ist, um solche sich bewegenden Objekte auszudrücken. Weiterhin kann deshalb, weil die Anzeigeintervalle gemäß der Anzahl von Attributenbits eingestellt werden, der durch Vergraben von Effekten der addierten Bilder von anderen Elementen verursachte Informationsverlust erniedrigt werden.
Bei dem herkömmlichen Ansatz ist es dann, wenn ein Element durch 8-Bit-Daten ausgedrückt wird, nötig, 255 Schichten (= 2⁷ + 2⁶ + 2⁵ + 2⁴ + 2³ + 2² + 2¹ + 2⁰) von Teilbildern zu präsentieren, um eine Grauskala für jedes Pixel in einem digitalen Bild auszudrücken. Das bedeutet, dass es dafür, dass alle Elemente angezeigt werden, nötig ist, eine einheitliche Anzahl von Teilbildschichten zu präsentieren. Wenn das Element in 8-Bit-Daten ausgedrückt wird, werden 255 Schichten aufeinander folgend angezeigt. Die Schwierigkeit bei diesem Ansatz besteht darin, dass dann, wenn die Intensität höher als 128 ist, die Teilbilder nach der 128-ten Schicht immer Weiß (oder 1) sind. Anders ausgedrückt ändern sich nach der 128-ten Schicht Teilbilder, die präsentiert sind, für ein gegebenes Zeitintervall überhaupt nicht.
Bei der vorliegenden Erfindung werden diese Abschnitte in der Teilbildanordnung ohne Änderung durch andere Bilder ersetzt. Bei einer normalen 2D-Bildpräsentation wird eine solche Hinzufügung in einem Rauschen auf dem Anzeigeschirm resultieren, aber bei einer holografischen Präsentation von Fringemustern enthält Information eine Redundanz, so dass selbst dann, wenn einige Teile der Fringes fehlen, es einen geringen Effekt auf die Qualität einer Wiedergabe der Bilder im Vergleich mit einer normalen 2D-Bildanzeige gibt. Durch Einfügen von Information für andere Elemente in das Zeitintervall einer Präsentation von sich nicht ändernden Bildern ist es möglich, die Anzahl von anzuzeigenden Elementen zu erhöhen.
Spezifisch werden bei der vorliegenden Hologrammanzeigetechnologie Teilbilder, die durch Fringemusterdaten von mehreren Elementen zusammengesetzt sind, als eine Sequenz von Bewegtbildern angezeigt, und zwar auf eine solche Weise, dass nicht nur mehrere Elemente gleichzeitig beobachtet werden können, sondern Zwischentöne gemäß Lichtemissionsdauerverhältnissen von individuellen Pixeln in den entsprechenden Teilbildern angezeigt werden können.
Ebenso ermöglicht die vorliegende Erfindung, mehr Objekte anzuzeigen, als es durch die herkömmliche Technologie möglich ist, weil die Anzahl von Anzeigeelementen in einem Vollbild selbst dann reduziert werden kann, wenn die Anzeigevorrichtung eine beschränkte Kapazität zum Anzeigen unterschiedlicher Abstufungen einer Grauskala hat.
Ebenso wird es deshalb, weil der Informationsinhalt reduziert werden kann, möglich, den Informationsinhalt pro einem Teilbild/einer Schicht oder einem Vollbild zu reduzieren, was eine signifikante Reduzierung bezüglich einer erforderlichen Speicherkapazität zum Speichern holografischer Information ermöglicht.
Weiterhin kann deshalb, weil der gesamte Bildausbildungsprozess digitalisiert ist, eine Verschlechterung bezüglich einer Bildqualität, die durch eine Synthese von Wellenfronten verursacht wird, eine Datenkompression und eine Expansion verhindert werden.
Es sollte beachtet werden, dass es möglich ist, Bilder gleich den herkömmlichen Bewegtbildern (basierend auf 30 Vollbildern/s) zu beobachten, wenn die Teilbildpräsentationsperiode so ist, dass eine geeignete Anzahl von Teilbildschichten innerhalb von 1/30 Sekunden präsentiert wird.
[Ausführungsbeispiel 4]
Beim Ausführungsbeispiel 3 wurden Bewegtbilder zur Anzeige durch Zuordnen von Vollbildanordnungen (Bitbildern) zu einer Vielzahl von Schirmen in Bewegtbildern unter einer Beschränkung einer "Bewahrungsintensität" erzeugt; beim Ausfüh rungsbeispiel 4 wird dasselbe durch einfaches Verteilen von Bitbildern, "um durch Verteilen zu einer Vielzahl von Schirmen zugeordnet zu werden", erreicht werden.
Das Ausführungsbeispiel 4 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt werden.
23 ist ein Ablaufdiagramm für das vorliegende Ausführungsbeispiel. Es wird angenommen, dass ein Anzeigeobjekt eine Sammlung von Punktlichtquellen ist. Eine Ansicht in Bezug auf die herkömmliche dynamische Anzeige wird ein Vollbild genannt, und eine Vielzahl von Bildern mit einem Vollbild wird Teilbilder genannt. Wenn beispielsweise jedes Pixel in einem Vollbild durch 4-Bit-Daten von Attributenbits ausgedrückt wird, sind diese 4 Bits als 2⁰, 2¹, 2², 2³ angeordnet, so dass diese Attributenbits über eine Gesamtheit von 15 Teilbildern verteilt sind, so dass 2⁰ = 1 Teilbild, 2¹ = 2 Teilbilder, 2² = 4 Teilbilder und 2³ = 8 Teilbilder gilt. Daher kann es gesehen werden, dass ein Vollbild aus 15 Teilbildern besteht.
Zuerst werden, um acht Objekte (421 bis 428) sowie diejenigen anzuzeigen, die in 24 gezeigt sind, die beabsichtigten Elemente gemäß ihrer Attribute klassifiziert (Schritt 401). Wenn beispielsweise angenommen wird, dass die acht Elemente zu klassifizieren sind, erfolgt dies gemäß:

(1) statische Objekte mit Änderungen bezüglich einer Grauskala oder einer Schattierung (421);
(2) statische Objekte ohne Änderungen bezüglich einer Grauskala (422, 423, 424, 425);
(3) sich bewegende Objekte (426, 427, 428).

Dann werden Informationsinhalte für die klassifizierten Elemente bestimmt (Schritt 402). Beispielsweise würden Elemente in (1) durch 4-Bit-Daten ausgedrückt werden; diejenigen in (2) durch 1-Bit-Daten und diejenigen in (3) durch 2-Bit-Daten. Dieses Verfahren einer Klassifizierung ist dasselbe wie dasjenige, das beim Ausführungsbeispiel 3 erklärt ist.
Als Nächstes werden Wellenfrontdaten A#421, die durch die Lichtquelle 421 auf dem Hologrammschirm ausgebildet sind, für jedes dieser Elemente mit einer unterschiedlichen Schattierung berechnet (Schritt 403). Dieses Element (421) erfordert 4-Bit-Daten und jedes Pixel in der Wellenfront A#421 wird in ein digitales 4-Bit-Bild umgewandelt, und das so erzeugte Teilbild (b/w-Bild) wird gespeichert (Schritt 404).
Eine gleiche Verarbeitung wird für die Elemente unter der Klassifizierung (2) ausgeführt, nämlich für 422, 423, 424, 425, so dass Wellenfronten A#422, A#423, A#424, A#425 berechnet werden können (Schritt 403). Diese Elemente können durch 1-Bit-Daten ausgedrückt werden, so dass eine Digitalisierung für die Wellenfronten A#422, A#423, A#424, A#425 ausgeführt wird und Teilbilder auf der Basis von 1-Bit-Daten erzeugt werden und gespeichert werden (Schritt 404).
Gleichermaßen werden die Objekte unter der Klassifizierung (3), nämlich 426, 427, 428 verarbeitet, um Wellenfronten A#s 426, 427, 428 zu berechnen, die digitalisiert werden, um zu speichernde Teilbilder zu erzeugen (Schritte 403, 404).
Individuelle Objekte werden gemäß einer Anzeigesequenz, wie beispielsweise derjenigen, die in 25 gezeigt ist, angezeigt. Eine Datei 431 ist die Anzeigesequenz für das Element 421 (statisches Element mit Schattierung) und verwendet 15 Teilbilder. Eine Datei 432 ist die Anzeigesequenz für die Elemente 422 ~ 425 (statisches Element ohne Schattierung) und individuelle Objekte werden separat angezeigt, so dass ein Teilbild ein Objekt enthält. Eine Datei 433 ist die Anzeigesequenz für die Elemente 426, 427, 428 (sich bewegende Objekte), und jedes Element erfordert drei Teilbilder von 2-Bit-Daten. Eine Datei 434 ist die Grundlinie für die Zeitgabesequenz zur Anzeige von allen Teilbildern.
Zuerst erfolgt eine Auswahl eines zur Teilbildzeitgabe t₁ zu zeigenden Bildes (Schritt 405) und wird ein Anzeigeelement 421 entsprechend der Teilbildzeitgabe t₁ ausgewählt (Schritt 406) und wird ein im Teilbild-1 anzuzeigendes Bild (ein durch die erste Bitschicht beim 2³-Pegel ausgebildetes Bild) geholt und in eine Hologrammanordnung Ht₁(x, y) in einem Schritt 407 geholt. Gleichermaßen werden für Anzeigeelemente 422, 426 die im Teilbild-1 anzuzeigenden Bilder (erste Schicht beim 2⁰-Pegel für das Element 422 und erste Schicht beim 2¹-Pegel für das Element 426) geholt und in die Hologrammanordnung Ht₁(x, y) geholt. Durch ein Wiederholen der obigen Schritte (der Schritte 406, 407) im Schritt 408 werden alle bei einer Teilbildzeitgabe t₁ anzuzeigenden Bilder erzeugt. Anders ausgedrückt wird zur Teilbildzeitgabe t₁ nur auf drei Elemente für eine Anzeige abgezielt.
Als Nächstes werden Bilder des Elements 421, um in einem Teilbild-2 (einer zweiten Schicht beim 2³-Pegel) angezeigt zu werden, geholt und in die Hologrammanordnung Ht₂(x, y) geschrieben. Gleichermaßen werden die Bilder für die Anzeigeelemente 423, 426, um im Teilbild-2 angezeigt zu werden, verarbeitet und in die Hologrammanordnung Ht₂(x, y) geschrieben und werden neue Wellenfronten zur Teilbildzeitgabe t₂ erzeugt, wobei nur auf drei Elemente für eine Anzeige abgezielt ist.
Darauf folgend werden gleiche Bildverarbeitungsoperationen für alle Teilbildzeitgaben t ausgeführt, so dass ein vollständiger Satz von neuen Teilbildern, die durch die Wellenfronten und den Referenzstrahl synthetisiert sind, erzeugt wird (Schritt 410) und individuelle Teilbilder, die drei Anzeigeelemente enthalten, aufeinander folgend angezeigt werden (Schritt 411), um dadurch alle acht Anzeigeelemente 421 bis einschließlich 428 anzuzeigen.
Die Schritte in der 23 entsprechen denjenigen in der 12 wie folgt. Die Schritt 401 ~ 403 in der 23 entsprechen dem Schritt 22 in 12; der Schritt 404 dem Schritt 23; der Schritt 404 dem Schritt 23; die Schritte 405 ~ 410 dem Schritt 24; und der Schritt 411 dem Schritt 25. In 23 ist ein Schritt entsprechend dem Schritt 21 in 12 weggelassen.
Als Nächstes wird die Hologrammanzeigevorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen unter Bezugaufnahme auf ein in 26 gezeigtes Blockdiagramm präsentiert werden. Die Vorrichtung weist folgendes auf: einen Objekt-Managementabschnitt 441, einen Wellenfront-Berechnungsabschnitt 442; einen Informationsinhalt-Entscheidungsabschnitt 443; einen Bit-Entblockierabschnitt 444; einen Anzeigeintervall-Entscheidungsabschnitt 445; einen Wellenfront-Synthetisierungsabschnitt 446; einen Anzeigeabschnitt 447; und einen Anzeigeschirm-Synchronisierungsabschnitt 448. Der Betrieb der Vorrichtung wird im Folgenden präsentiert.
Der Element-Managementabschnitt 441 managt Attributeninformation des Anzeigeelements, wie beispielsweise eine Intensität, eine Farbe, Bewegungsvektoren von jedem Element. Der Wellenfront-Berechnungsabschnitt 442 berechnet die Wellenfronten der einzelnen Elemente, von welchen jedes eine Punktlichtquelle darstellt, die auf dem Hologrammschirm ausgebildet ist. Der Informationsinhalts-Entscheidungsabschnitt 443 bestimmt eine nötige Menge an Information zum Charakterisieren eines Attributs und zum entsprechenden Digitalisieren der Elemente. Digitalisierte Wellenfrontdaten werden als Bildanordnungen gemäß jeweiligen Bit-Daten im Bit-Entblockierabschnitt 444 gemanagt. Der Anzeigeintervall-Entscheidungsabschnitt 445 managt die in den Teilbildern enthaltenen Elemente und wählt ein anzuzeigendes Element als Teilbilder aus. Der Wellenfront-Synthetisierungsabschnitt 446 verarbeitet (beispielsweise addiert) alle Wellenfronten eines ausgewählten Elements, so dass die Fringemuster des ausgewählten Elements, das als Punktlichtquelle wirkt, erzeugt werden. Der Wellenfront-Synthetisierungsabschnitt 446 berechnet die durch den Referenzstrahl ausgebildete Wellenfrontinterferenz und die Ergebnisse werden auf dem Anzeigeabschnitt 447 angezeigt. Der Bildschirm-Synchronisierungsabschnitt 448 holt Wellenfronten, um ein konstantes Intervall zum Präsentieren der Teilbilder zur Verfügung zu stellen, die mit dem Anzeigeabschnitt 447 synchronisiert sind.
Abschnitte in 26 entsprechen denjenigen in 13 wie folgt. Der Element-Managementabschnitt 441 in 26 entspricht dem Element-Managementabschnitt 6 in 13; der Wellenfront-Berechnungsabschnitt 442, der Informationsinhalts-Entscheidungsabschnitt 443, der Bit-Entblockierabschnitt 444, der Anzeigeintervall-Entscheidungsabschnitt 445, der Wellenfront-Synthetisierungsabschnitt 446 dem Bilderzeugungsabschnitt 7; der Bildanzeigeabschnitt 447, der Anzeigeschirm-Synchronisierungsabschnitt 448 dem Bildanzeigeabschnitt 8. In 26 ist der Anzeigeobjekt-Eingabeabschnitt 1 und der Bildspeicherabschnitt 4, die in 13 gezeigt sind, weggelassen.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Präsentationssequenz eines Objekts mit Schattierung gemäß der Sequenz von Bitanordnungen bestimmt, aber die vorliegende Erfindung kann solange ausgeführt werden, wie die Präsentationsintervalle für individuelle Bitpegel in denselben Intervallen getrennt sind, so dass die Reihenfolge einer Präsentation der Teilbilder von unterschiedlichen Bitpegel nicht spezifiziert ist.
Ebenso basieren beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Erklärungen auf der Anzahl von Anzeigeelementen als acht, aber die Anzahl von Anzeigeobjekten/elementen hängt von der Auflösungsfähigkeit der Anzeigevorrichtung ab, und die Anzahl von anzeigbaren Objekten/Elementen ist nicht spezifiziert.
Ebenso sind die Anzahl von Teilbildern und Attributen-Bit-Daten für Objekte beispielhaft mit einer festen Menge gezeigt, aber die maximale und die minimale Anzahl von Teilbildern, die zum Ausdrücken eines Elements nötig ist, und der Informationsinhalt, der zum Ausdrücken eines Elements nötig ist, sind nicht spezifiziert.
Ebenso sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Attribute beispielhaft durch eine Schattierung und eine Bewegung dargestellt, aber andere Charakteristiken in Bezug auf das Element, wie beispielsweise eine Farbe und eine Intensität, sind akzeptierbar, und Verfahren zum Klassifizieren sind nicht spezifiziert. Ebenso ist ein Informationsinhalt für dynamische Elemente beim vorliegenden Ausführungsbeispiel festgelegt, aber der Informationsinhalt kann gemäß der Größe des Bewegungsvektors variiert werden.
Ebenso können die für jedes Element bei dem Verfahren und der Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels erzeugten Fringemuster separat übertragen werden, um irgendwo angezeigt zu werden. In diesem Fall werden statische Elemente zuerst gesendet, um beim Zielort gespeichert zu werden, und werden die sich bewegenden Objekte als Nächstes weitergeleitet, um mit den statischen Elementen kombiniert zu werden, um als Gesamtes angezeigt zu werden. Dieser Ansatz ermöglicht, die Übertragungskapazität zu reduzieren, die zum Senden holografischer Filmbilder erforderlich ist.
Ebenso werden beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Anzeigen in jedem Teilbild binär (Schwarz/Weiß) ausgedrückt, aber es ist nicht nötig, auf einen solchen Binärmode zu beschränken. Wenn die Anzeigevorrichtung Bilder mit hohen Geschwindigkeiten präsentieren kann, können mehrwertige Bilder gut angezeigt werden. Durch Verwenden von mehrwertigen Bildern können sogar mehr Elemente oder ein deutlicheres Bild realisiert werden.
Ebenso ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Periode einer Präsentation der Elemente ohne Schattierung beispielhaft mit einer festen Periode dargestellt, aber es ist möglich, die gesamte Schattierung durch Steuern der Zyklusbreite zu variieren. Anders ausgedrückt würde dann, wenn das Anzeigeintervall verlängert wird, das Objekt überall dunkler erscheinen, und würde dann, wenn die Anzeigeperiode verkürzt wird, das Element überall heller erscheinen.
Demgemäß ermöglicht die vorliegende Erfindung, die Anzahl eines Anzeigeobjekts in einem Vollbild zu reduzieren, so dass mehr Elemente sogar auf einer Anzeigevorrichtung niedriger Auflösung angezeigt werden können.
Ebenso kann Informationsinhalt, der zum Ausdrücken eines Teilbilds oder eines Vollbilds erforderlich ist, reduziert werden, so dass die Überragungskapazität auch reduziert werden kann.
Ebenso ist die gesamte Verarbeitung digital, so dass eine Bildqualitätsverschlechterung verhindert werden kann, die durch eine Wellenfrontsynthese, eine Datenkompression oder eine Expansion verursacht wird.
Demgemäß wird das vorliegende Verfahren zum Anzeigen von berechneten Fringemusterhologrammen ausgeführt durch: Klassifizieren eines Anzeigeobjekts gemäß Attributen der Elemente; Berechnen von Fringemustern, die durch klassifizierte Anzeigeobjekte erzeugt sind; Bestimmen eines nötigen Informationsinhalts gemäß einem Attribut für jedes Anzeigeobjekt; Digitalisieren der erzeugten Fringemuster gemäß einem individuellen Informationsinhalt; Entblockieren von Bitanordnungen von Pixeln der digitalisierten Bilder in Pixelanordnungen für unterschiedliche Bitpegel; Zuordnen der Pixel in der Pixelanordnung durch Verteilen der Pixel in eine Vielzahl von Bewegtbildern; um dadurch digitale Bewegtbilder mit einem Anzeigeintervall zu erzeugen, das gemäß einem Informationsinhalt jedes Anzeigeobjekts variiert; und Anzeigen der digitalen Bewegtbildern von Anzeigeobjekten.
Die Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens weist folgendes auf: einen Objekt-Managementabschnitt zum Managen von Information über Attribute von Anzeigeobjekten; einen Informationsinhalts-Entscheidungsabschnitt zum Entscheiden über einen Informationsinhalt für jedes Anzeigeobjekt gemäß Attributen des Objekts; einen Wellenfront-Berechnungsabschnitt zum Berechnen von Fringemustern für jedes Anzeigeobjekt; einen Bit-Entblockierabschnitt zum Trennen einer Bitanordnung von Pixeln in eine Pixelanordnung für unterschiedliche Bitpegel; einen Anzeigeintervall-Entscheidungsabschnitt zum Bestimmen einer Anzeigeperiode und eines Anzeigepegels gemäß dem Informationsinhalt jedes Anzeigeobjekts; und einen Wellenfront-Synthetisierungsabschnitt zum Synthetisieren von Fringemustern, die durch Pixel in den Pixelanordnungen für unterschiedliche Bitpegel erzeugt sind; einen Anzeigeschirm-Synchronisierungsabschnitt zum Steuern einer Anzeigezeitgabe von so synthetisierten Fringemustern; einen Anzeigeabschnitt zum aufeinander folgenden Anzeigen von Fringemustern, die gemäß einer gesteuerten Anzeigezeitgabe für jedes Element zusammengesetzt sind.
Ebenso kann die Vorrichtung folgendes aufweisen: einen Bildübertragungsabschnitt zum Übertragen synthetisierter Fringemuster für statisches Anzeigeobjekt zuerst und zum Senden von Fringemustern für dynamische Anzeigeobjekte danach; einen Bildempfangsabschnitt zum Speichern von Fringemustern für statische Anzeigeobjekte, um mit aufeinander folgend übertragenen Fringemustern für dynamische Anzeigeobjekte kombiniert zu werden; und der Anzeigebild-Synchronisierungsabschnitt wird zum Steuern einer Anzeigezeitgabe zum Anzeigen von Fringemustern verwendet, die durch den Bildempfangsabschnitt erzeugt sind, und der Anzeigeabschnitt zeigt die im Bildempfangsabschnitt erzeugten synthetisierten Fringemuster an.
Demgemäß ermöglicht die vorliegende Erfindung, mehr Elemente durch Auswählen einer Größe für den Informationsinhalt anzuzeigen, um zu den Attributen (Intensität, Bewegung, etc.) des Anzeigeobjekts zu passen; durch Steuern des Präsentationsintervalls gemäß dem Informationsinhalt; und durch Bilden einer Ablauffolge von Vollbildern/Teilbildern als Bewegtbilder; so dass insgesamt mehr Elemente angezeigt werden, selbst wenn jeweils eine Ansicht (ein Bild) eine geringere Anzahl von Elementen enthält. Dieser Ansatz ermöglicht, das strenge Auflösungserfordernis für die Anzeigevorrichtung zu lockern.
Anders ausgedrückt werden Elemente mit einer solchen Grauskalenschattierung als Texturen, die einen hohen Informationsinhalt erfordern, durch einen hohen Bitpegel (beispielsweise 8 Bits) ausgedrückt, und wird denjenigen Elementen ohne solche Grauvariationen, die weniger Informationsinhalt erfordern, ein niedrigerer Bitpegel (beispielsweise 4 Bits) zugeteilt. Eine schlechte Wiedergabequalität von Farben oder Texturen ist in den Bildern von sich bewegenden Objekten weniger bemerkbar, so dass eine geringere Anzahl von Bits adäquat zum Ausdrücken von solchen sich bewegenden Objekten ist. Weiterhin können deshalb, weil die Anzeigeintervalle gemäß dem Bitpegel eingestellt werden, Anzeigeobjekte mit weniger Informationsinhalt mehr Objekte anzeigen.
Beim herkömmlichen Ansatz erfordert dann, wenn ein Element durch 8-Bit-Daten ausgedrückt wird, das resultierende digitale Bild zum Ausdrücken von einer Grauskala für ein Pixel eine Präsentation von 255 Schichten (= 2⁷ + 2⁶ + 2⁵ + 2⁴ + 2³ + 2² + 2¹ + 2⁰) von Teilbildern. Das bedeutet, dass es für jedes anzuzeigende Element nötig ist, eine einheitliche Anzahl von Teilbildschichten zu präsentieren.
Jedoch ermöglicht die vorliegende Erfindung, die Anzahl von Schichten von Präsentationsteilbildern für einen geringeren Informationsinhalt (eine geringe Anzahl von Bits) zu reduzieren, so dass mehr Objekte, als es durch eine herkömmliche Technologie möglich ist, innerhalb derselben Anzahl von Teilbildern angezeigt werden können.
Ebenso kann durch Ausdrücken jedes Elements durch eine Bitanordnung und durch Berechnen von Fringemustern für jedes Bit eine Schattierung in Fringemustern binär, Schwarz oder Weiß, ausgedrückt werden, so dass es keine Notwendigkeit zum Vorsehen eines Zwischenfarbtons in der Anzeigevorrichtung gibt, um ein Vereinfachen einer Herstellung einer Anzeigevorrichtung zu ermöglichen, die auf die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
Es ist möglich, Bilder gleich den herkömmlichen Bewegtbildern (basierend auf 30 Vollbildern/s) zu beobachten, wenn die Teilbildpräsentationsperiode so ist, dass eine geeignete Anzahl von Schichten innerhalb von 1/30 Sekunden präsentiert wird.
[Ausführungsbeispiel 5]
Das oben beschriebene herkömmliche Pulsweitenmodulationsverfahren basiert auf einem Präsentieren derselben binär codierten Bilder öfter für Binär-Bit-Bilder von höheren Bitpegeln. Dieses Verfahren einer Hologrammanzeige ist dasselbe wie wiederholte Präsentationen von binären Hologrammen. Eines der Probleme bei der binären Hologrammanzeige besteht darin, dass lokal helle Punkte oder ein Flekkenrauschen im gesamten Bild beobachtet wird. Das Ganze wird für das Pulsweitenmodulationsverfahren schlimmer, wenn dasselbe Bild wiederholt präsentiert wird, wobei das Vorhandensein eines Fleckenrauschens verstärkt wird und der Zuschauer rauschbehaftete Bilder wahrnimmt.
Daher präsentiert das Ausführungsbeispiel 5 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lösen eines solchen Problems durch Vorbereiten (Addieren) der digitalisierten Teilbildanordnungen (Bitbilder) gemäß den Attributenbits auf eine solche Weise, dass die Anzahl von Teilbildern dem Bitpegel der Attributenbits entspricht aber die Anzeigebilder unter Verwendung eines anderen Binarisierungsprozesses zwischen den Teilbildern derselben Bitpegel verarbeitet werden. Durch Annehmen dieses Ansatzes werden die Lokalisierungen eines Fleckrauschens so zwischen den Teilbildern geändert, dass eine Inhomogenität bezüglich der Hintergrundschattierung eliminiert wird, um klarere Bilder zu erzeugen. Das Ausführungsbeispiel wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt werden.
27 ist ein Ablaufdiagramm des Verfahrens des Ausführungsbeispiels 5.
Zuerst werden die Daten für die Anzeigeobjekte in M Stücke getrennt (Schritt 501). Es würde viele unterschiedliche Techniken für eine Trennung geben und beispielsweise kann dann, wenn ein Anzeigeobjekt durch eine Bildschicht dargestellt wird, das Bild in 4 Stücke getrennt werden oder dann, wenn es viele Objekte in einem 3D-Raum gibt, kann jedes Element vom anderen getrennt werden.
Für alle getrennten Daten werden berechnete Hologramme vorbereitet; beispielsweise Fringemuster mit einer N-Bit-Schattierung (z.B. mit 8 Bits). Es soll angenommen werden, dass es M Stücke von Daten gibt und M Schichten von Hologrammen zu erzeugen sind (Schritt 502). Als Nächstes werden deshalb, weil jedes Pixel in der M-Gruppe von Fringemustern N Bits aufweist, N Schichten von Bildern für jedes Pixel in den Fringemustern desselben Bitpegels erzeugt (Schritt 503). Anders ausgedrückt werden für jede der M Schichten von Fringemustern N Schichten von Bitbildern vorbereitet werden.
Als Nächstes werden deshalb, weil es M Schichten für jeden Bitpegel gibt, diejenigen Pixel, die zum selben Bitpegel gehören, addiert. Dieser Schritt erzeugt N Schichten von Bitbildern, die jeweils 0 ~ M Schattierungsabstufungen haben (Schritt 504).
Als Nächstes werden Bitbilder seriell zur Verarbeitung geholt (Schritt 505). Ein Beispiel einer Bildverarbeitung, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist eine Fehlerausbreitungsverarbeitung. Das bedeutet, dass eine Binarisierung (0 oder M für einen Schattierungswert) unter Verwendung eines Schwellenwerts einer Schattierung (beispielsweise N/2) ausgeführt wird. Beim Durchführen dieses Schritts werden durch eine Binarisierung verursachte Fehler zu den benachbarten Pixeln diffundiert bzw. ausgebreitet. Beispielsweise werden, wie es in 28 gezeigt ist, gewichtete Werte von Fehlern für ein Pixel 21 zu den benachbarten Pixeln (beispielsweise eine Gewichtung von 3/16, 5/6, 1/16, 7/16) im Schritt 506 addiert.
Beim Ausführen des Schritts 506 werden mehrere Variationen bezüglich der Schwellenwerte, eine Gewichtung von Fehlern oder eine Diffusions- bzw. Ausbreitungsrichtung vorbereitet und werden die Fehlerausbreitungsverarbeitung und die Binarisierung so ausgeführt, dass der Schwellenwert, die Gewichtung und die Ausbreitungsrichtung für jedes Bild unterschiedlich sind, und nach dieser Verarbeitung werden die Bilder angezeigt (Schritt 507).
Die Schritte 505 ~ 507 werden durch Holen desselben Bilds wiederholt, um die Anzahl von Schichten entsprechend dem Bitpegel des Bilds wiederholt zu präsentieren (Schritt 508). Wenn beispielsweise das Bild eine 8-Bit-Schattierung enthält, würde ein Bild mit dem höchsten Bitpegel 2⁷ = 128 mal geholt werden.
Die in 27 gezeigten Schritte entsprechen denjenigen, die in 12 gezeigt sind, wie folgt. Die Schritte 501, 502 in 27 entsprechen den Schritten 22, 23 in 12; die Schritte 503 ~ 506 dem Schritt 24, die Schritte 507, 508 dem Schritt 25. In 23 ist ein Schritt entsprechend dem Schritt 21 in 12 weggelassen.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel werden M Schichten von Hologrammen alle durch N-Bit-Daten dargestellt, aber es ist nicht nötig, auf dieselbe Anzahl von Bits für alle Schichten zu beschränken. Schichten können eine unterschiedliche Anzahl von Attributenbits haben, und in diesem Fall kann die Anzahl von Schichten gleich der maximalen Anzahl von Bits vorbereitet werden (wenn ein Bild kein entsprechendes Bit hat, wird 0 oder Schwarz zugeordnet. Oder durch ein Verwenden von Bitbildern von anderen Bildern können Differenzen bezüglich der Anzahl von Bits überwunden werden).
Ebenso werden beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Fehlerausbreitungsverarbeitung und eine Binarisierung zur Zeit eines Anzeigens der Bilder in Echtzeit ausgeführt, aber es ist auch möglich, vorbereitete Bilder desselben Bitpegels, die für eine Fehlerdiffusion bzw. -ausbreitung und eine Binarisierung im Voraus verarbeitet worden sind, zu speichern, so dass die Reihenfolge einer Verarbeitung nicht spezifiziert ist.
Als Nächstes wird die Vorrichtung zum Ausführen des obigen Verfahrens unter Bezugnahme auf das in 29 gezeigte Blockdiagramm präsentiert werden.
Die Vorrichtung weist folgendes auf: einen Graupegel-Bilderzeugungsabschnitt 531; einen Bitbild-Erzeugungsabschnitt 532; einen Bildspeicherabschnitt 533; einen Bildverarbeitungsabschnitt 534; einen Bildanzeige-Steuerabschnitt 535; und einen Bildanzeigeabschnitt 536. Der Betrieb der Vorrichtung ist wie folgt.
Zuerst erzeugt der Graupegelbild-Erzeugungsabschnitt 531 ein berechnetes Hologramm eines Graupegelbildes, das zu dem Bitbild-Erzeugungsabschnitt 532 gesendet wird. Der Bitbild-Erzeugungsabschnitt 532 zerlegt das Graupegelbild gemäß einer vorbestimmten Regel in eine Vielzahl von Datengruppen (Graupegelbildern). Oder eine Vielzahl von Graupegelbildern kann in der Bildausbildungsstufe im Graupegelbild-Erzeugungsabschnitt 531 erzeugt werden, und die Bilder werden zum Bitbild-Erzeugungsabschnitt 532 weitergeleitet. Die zerlegten Graupegelbilder werden in dem Bitbild-Erzeugungsabschnitt 532 in Bitbilder umgewandelt und werden im Bildspeicherabschnitt 533 gespeichert. Der Bildverarbeitungsabschnitt 534 führt eine Fehlerausbreitungsverarbeitung und eine Binarisierung an den getrennten Bitbildern durch und die verarbeiteten Bitbilder werden gleichermaßen im Bildspeicherabschnitt 533 gespeichert. Oder eine Fehlerausbreitungsverarbeitung und eine Binarisierung können während des Anzeigeprozesses unter der Steuerung des Bildanzeige-Steuerabschnitts 535 in Echtzeit durchgeführt werden, um dasselbe Bild gemäß Bitpegeln des Bildes wiederholt anzuzeigen.
Die Strukturen in 29 entsprechen denjenigen in 13 wie es folgt. Der Graupegelbild-Erzeugungsabschnitt 531, der Bitbild-Erzeugungsabschnitt 532, der Bildverarbeitungsabschnitt 534 entsprechen dem Bilderzeugungsabschnitt 7 in 13; der Bildspeicherabschnitt 533 dem Bildspeicherabschnitt 4; der Bildanzeige-Steuerabschnitt 535, der Bildanzeigeabschnitt 536 dem Bildanzeigeabschnitt 8. In 26 ist ein Abschnitt entsprechend dem Anzeigeobjekt-Eingabeabschnitt 1, der in 13 gezeigt ist, weggelassen.
Gemäß der Steuermethode, die oben beschrieben ist, wird, um eine Datei bzw. ein Dokument 540 anzuzeigen, die bzw. das in 30A gezeigt ist, ein Schattierungs-Fringemusterbild eines berechneten Hologramms erscheinen, wie es durch das Fringemusterbild im Dokument 541 im 30B gezeigt ist. Das Fringemuster 541 wird in Bits zerlegt und das resultierende Bild nach einer Binarisierung durch unter schiedliche Fehlerausbreitungsverarbeitungstechniken sind in Dateien bzw. Dokumenten 542 und 543 gezeigt. Die Merkmale der Fringemuster werden aufbewahrt, während Differenzen bezüglich der lokalen Schattierung beobachtet werden können. Demgemäß wird, selbst wenn dasselbe ursprüngliche binäre codierte Hologramm wiederholt angezeigt wird, weil das binäre codierte Bild mit unterschiedlichen Fehlerausbreitungstechniken verarbeitet wird, die Stellen von Flecken für jedes Vollbild während seiner Wiedergabe bzw. Reproduktion unterschiedlich, und werden die Rauschsignale verteilt und wird das gesamte Bild einer höheren Qualität beobachtet. Eine in 30E gezeigte Datei 544 ist nicht einer unterschiedlichen Verarbeitung Vollbild für Vollbild unterzogen worden, so dass die Flecken betont sind und der Kontrast für das ursprüngliche Bild des Wortes G relativ zu einem klaren Bild erniedrigt wird, das weniger Fleckenrauschen enthält, was in einer Datei 545 in 30F gezeigt ist, was ein Beispiel eines Bildes ist, das durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt worden ist.
Die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: eine Festplatte oder eine andere ähnliche Speichervorrichtung, die Bilddaten, wie beispielsweise Hologramme, und ihre Bitbilder speichern und frei auslesen kann; Pufferspeicher oder andere zugehörige Vorrichtungen, die erforderlich sind, wenn Prozesse, wie beispielsweise eine Erzeugung von Schattierungsbildern und Bitbildern, durchgeführt werden; eine Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeigetafel zum Anzeigen von Bildern, wie beispielsweise verarbeiteten digitalen Hologrammen; und eine Eingabevorrichtung, wie beispielsweise eine Tastatur und eine Maus. Solche Vorrichtungen werden durch einen Computer oder eine andere ähnliche Steuervorrichtung gemäß vorbestimmter Algorithmen oder einer Sequenz von Schritten gesteuert, wie beispielsweise denjenigen, die im Ablaufdiagramm in 1 dargestellt sind. Die Anwendungsprogramme zum Ausführen von solchen Algorithmen und Schritten können in lesbaren Speichervorrichtungen wie beispielsweise einer Diskette, einer PC-Karte (einer Personalcomputer-Speicherkarte), einer magnetooptischen Platte, einer kompakten Platte bzw. einer CD und einer digitalen Videoplatte bzw. einer DVD, aufgezeichnet und vertrieben werden.
Wie es oben beschrieben ist, ermöglicht die vorliegende Erfindung ein Anzeigen eines holografischen festen Objekts als digitale Bilder, so dass es möglich wird, sehr klare Bilder anzuzeigen, die weniger Fleckenrauschen enthalten.
Demgemäß weist das Verfahren der vorliegenden Erfindung folgende Schritte auf: Erzeugen eines holografischen Bildes mit Schattierungsabstufungen; Zerlegen der Abstufungswerte jedes Pixels in den Graupegelbildern in Bitanordnungen; Erzeugen von Bitbildern gemäß individuellen Bitpegeln der Graupegelbilder; Verarbeiten von Bitbildern auf eine solche Weise, dass diejenigen Bitbilder, die für ein Zeitintervall entsprechend Bitpegeln wiederholt zu präsentieren sind, unterschiedlichen Bildverarbeitungsprozeduren unterzogen werden; und Anzeigen von Bitbildern, die so verarbeitet worden sind, auf einer Anzeigevorrichtung.
Die Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens weist folgendes auf: den Schattierungsbild-Erzeugungsabschnitt zum Erzeugen berechneter Hologramme mit Abstufungen; einen Bitbild-Erzeugungsabschnitt zum Umwandeln von Schattierungsbildern in Bitbilder; einen Bildspeicherabschnitt; einen Bildanzeige-Steuerabschnitt zum Steuern eines Zeitintervalls zum wiederholten Präsentieren von Bitbildern eines spezifischen Bitpegels; und einen Bildverarbeitungsabschnitt zum Bereitstellen unterschiedlicher Bildverarbeitungsschritte für jedes der wiederholt präsentierten Bitbilder; und einen Bildanzeigeabschnitt zum Anzeigen verarbeiteter Bitbilder.
Aufzeichnungsmedien können ein Anwendungsprogramm aufzeichnen, das zum Ausführen der vorliegenden Erfindung zum Ausführen der folgenden Schritte geeignet ist: Erzeugen von Schattierungsbildern zum Umfassen von Hologrammen mit Abstufungen, die mit N Bits beschrieben sind; Trennen von Abstufungen jedes Pixels des Schattierungsbilds in Bitanordnungen; Erzeugen eines Bitbilds für jeden Bitpegel der Pixel; und Durchführen einer Bildverarbeitung für die Bitbilder auf eine solche Weise, dass diejenigen Bitbilder, die für eine Intervallzeit einer Präsentation gemäß Bitpegeln wiederholt zu präsentieren sind, unterschiedlichen Bildverarbeitungsprozeduren unterzogen werden; und Anzeigen von Bildern, die so verarbeitet worden sind, auf einer Anzeigevorrichtung.
Beim herkömmlichen Pulsweitenmodulationsverfahren ist die Anzahl von Wiederholungen um so größer, je höher der Bitpegel ist. Wenn beispielsweise die Bilder durch 8-Bit-Daten dargestellt sind, wird dasselbe Bild 128 mal für den höchsten Bitpegel präsentiert, während für den niedrigsten Bitpegel nur eine Präsentation durchgeführt wird. Weil das präsentierte Bild binäre codierte Hologramme (b/w) sind, wird ein Rauschen noch intensiver betont, und anders ausgedrückt wird eine Inhomogenität bezüglich einer Intensität (Abstufungen) merklicher. Wie es oben beschrieben ist, werden als digitale N-Bit-Pegel-Bilder vorbereitete Hologramme zum Erzeugen von N Schichten von Bitbildern für jeden Bitpegel verwendet, und wenn dasselbe Bitbild präsentiert wird, werden durch unterschiedliche Bildverarbeitungsprozeduren, einschließlich einer Fehlerausbreitungsverarbeitung, präparierte Bilder präsentiert, um die Stellen eines Erscheinens der Flecken zu variieren. Durch Annehmen dieser Prozedur wird die Wahrscheinlichkeit einer wechselseitigen Auslöschung von Flecken um so höher, je höher die Anzahl von Präsentationen desselben Bitbildes ist, wodurch ermöglicht wird, eine Inhomogenität bezüglich des Hintergrunds zu reduzieren und klarere Bilder zu erzeugen.
[Ausführungsbeispiel 6]
Das Ausführungsbeispiel 6 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von digitalen Bildern zum Anzeigen eines Bewegtbildes durch Extrahieren von nur den digitalen Bildern eines hohen Bitpegels, die die Attribute eines Anzeigeobjekts darstellen, und zum Zuordnen von solchen Bildern hohen Bitpegels zu einer Vielzahl von Schirmen in den Bewegtbildern.
Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Berechnen von Fringemustern für eine Vielzahl von Anzeigeobjekten, die durch den Referenzstrahl und Licht von jedem Anzeigeobjekt erzeugt sind; Umwandeln der Fringemuster in digitale Bilder; Trennen von Bitanordnungen jedes Pixels in digitalisierten Bildern in Pixelanordnungen für jeden Bitpegel; Extrahieren von denjenigen Pixeln mit Bitpegeln, die höher als ein vorbestimmter Bitpegel sind, von den zerlegten Pixelanordnungen; Verteilen derjenigen Pixel, die extrahiert sind, zu einer Vielzahl von Schirmen von Bewegtbildern, um dadurch dynamische digitale Bilder zu erzeugen, die Pixelanordnungen hoher Bitpegel aufweisen; und Anzeige erzeugter dynamischer Bilder. Diese Schritte können in einem Aufzeichnungsmedium in der Form von Programmen aufgezeichnet werden, um durch einen Computer gelesen zu werden, um holografische Fringemuster zu erzeugen, die durch Licht erzeugt sind, das durch ein Objekt ausgesendet ist, und einen Referenzstrahl, und um digitale Bilder der Fringemuster anzuzeigen.
Wenn die Bilder von Bitpegeln höheren Rangs extrahiert werden, kann der Pegel der zu extrahierenden hohen Bitpegel variiert werden, um zu den Attributen eines Anzeigeobjekts zu passen.
Ebenso weist die Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens folgendes auf: einen Fringemuster-Berechnungsabschnitt; einen Digitalbild-Erzeugungsabschnitt zum Umwandeln der Fringemuster in digitale Bilder, und zum Anordnen von Bitanordnungen von Pixeln in Pixelanordnungen von unterschiedlichen Bitpegeln; einen Bewegtbild-Erzeugungsabschnitt zum Auswählen von Bildern eines Anzeigeobjekts mit höheren Bitpegeln und zum Erzeugen von Bewegtbildanordnungen zur Anzeige; und einen Anzeigeabschnitt zum aufeinander folgenden Anzeigen von Bewegtbildern.
Der Bewegtbild-Erzeugungsabschnitt kann den Bitpegel gemäß den Attributen eines Anzeigeobjekts ändern, wenn Pixelbilder von Bitpegeln höheren Rangs ausgewählt werden.
Das Verfahren und die Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden in einer Simulation zum Zeigen, dass der obige Ansatz zum Auswählen von nur Bitpegeln höheren Rangs in den digitalen Bildern Bilder von exzellenten visuellen Qualitäten erzeugt, beispielhaft dargestellt werden.
Die Simulationsstudien zeigten, dass dann, wenn die durch ein computererzeugtes Holografieverfahren erzeugten Fringemuster in digitale Bilder für unterschiedliche Bitpegel zerlegt werden und als Pixelanordnungen für jeden Bitpegel reproduziert werden, Pixel, die einen realen Beitrag beim Reproduzieren der Bilder bilden, nur Bits hohen Pegels waren.
Beispielsweise erzeugt ein Hologramm, das durch ein in einer Datei 611 in 31A gezeigtes Bild erzeugt ist, ein in einer Datei 612 in 31B gezeigtes Fringemuster erzeugt. Wenn das Fringemuster in der Datei 612 in ein digitales 8-Bit-Bild umgewandelt wird, und die Bitanordnungen für jedes Pixel in Pixelanordnungen für jeden Bitpegel zerlegt werden, erscheinen die Bilder, wie es in einer Datei 613 in 31C gezeigt ist. Anders ausgedrückt entsprechen Pixelanordnungen 6131 ~ 6138, die in der Datei 613 gezeigt sind, jeweils 2⁰ ~ 2⁷-Bitpegeln der digitalisierten Bilder des Anzeigeobjekts. Reproduzierte Bilder, die nur diese Pixelanordnungen verwenden, sind in einer Datei 614 in 31C gezeigt. Es bedeutet, dass Bilder 6141 bis 6148 aus Pixelanordnungen 6131 bis 6138 erzeugt werden. Reproduzierte Bilder für eine digitale Bildanzeige können durch ein Gewichten der in der Datei 614 gezeigten Bilder gemäß den Bitpegeln berechnet werden. Wenn zu den Pixelanordnungen 6141 ~ 6148 geeignete Gewichtungswerte addiert werden, um den jeweiligen Bitpegeln (2⁰ ~ 2⁷) zu entsprechen, dann wird ein in einer Datei 616 in 31E gezeigtes Bild erhalten.
Andererseits werden die in einer Datei 615 in 31D gezeigten Bilder durch Addieren von Bildern mit nur Bits hohen Pegels erhalten, und das Bild 6151 weist eine Summe von Bildern des 2⁷-Pegels (oder nur das Bild 6148) auf, 6152 2⁷- und 2⁶-Pegel-Bilder (eine Summe der Bilder 6148 und 6147; 6153 eine Summe von 2⁷-, 2⁶- und 2⁵-Pegel-Bilder (eine Summe der Bilder 6148, 6147 und 6146); 6154 2⁷-, 2⁶-, 2⁵- und 2⁴-Pegel-Bilder (eine Summe der Bilder 6148, 6147, 6146, 6145) auf. Aus diesen Ergebnissen kann es beobachtet werden, dass durch Verwenden von nur den Bildern mit Bits hohen Pegels (in diesem Fall 2⁷, 2⁶, 2⁵ und 2⁴) ein Bild, das bezüglich der Qualität äquivalent zu dem in der Datei 616 gezeigten Bild ist, erhalten werden kann. Anders ausgedrückt gibt es selbst dann, wenn die Bilder mit Bits niedrigen Pegels weggeworfen werden, einen geringen Effekt auf die visuelle Qualität des erzeugten Endbildes.
Daher ermöglicht die vorliegende Erfindung, ein berechnetes Hologramm durch Ersetzen von Bildern mit niedrigerem Bitpegel durch Bilder mit höherem Bitpegel zu erzeugen, ohne die Bildqualität zu verschlechtern, um dadurch den Informationsinhalt signifikant zu reduzieren, der zum Erzeugen eines holografischen Bildes hoher Qualität erforderlich ist.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen präsentiert werden.
32 ist ein Ablaufdiagramm für das Verfahren und 33A ~ 33H zeigen Beispiele der erhaltenen Bilder. Die Bilder werden durch 8-Bit-Daten dargestellt und zwei Elemente (in diesem Fall zwei Bilder) werden verwendet. Beispielsweise ist ein in einer Datei 630 in 33A gezeigtes ursprüngliches Bild eine Kombination von Bildelementen "F" und "G".
Zuerst werden Fringemuster aus dem ursprünglichen Bild erzeugt (Schritt 601). Eine Datei 631 in 33B zeigt durch nur das Bild F erzeugte Fringemuster. Eine Datei 632 in 33C zeigt durch nur das Bild G erzeugte Fringemuster. Eine Datei 633 in 33D zeigt durch das ursprüngliche Bild 630 erzeugte Fringemuster.
Wenn der Dynamikbereich und die Auflösung der Anzeigevorrichtung ausreichend sind, würde ein Fringemuster 633 das ursprüngliche Bild akzeptabel reproduzieren. Für eine elektronische Anzeige mit einer relativ geringeren Auflösung und einer Anzeigekapazität für Intensitätspegel würde ein solches Fringemuster 633 feine Charakteristiken (Hochfrequenzkomponenten) bei der Wiedergabe verlieren. Wenn andererseits die Fringes weit beabstandet sind, wie bei den Fringemustern 631, 632, wird eine elektronische Anzeigevorrichtung akzeptierbar sein, weil es weniger Hochfrequenzkomponenten gibt.
Als Nächstes werden die berechneten Fringemuster 631, 632 in digitale Bilder umgewandelt und werden Pixelanordnungen für jeden Bitpegel erhalten (Schritt 602). Ein Bild 634 in 33E und ein Bild 635 in 33F sind Pixelanordnungsbilder für jeden Bitpegel.
Als Nächstes werden aus den Pixelanordnungsbildern nur diejenigen Bilder mit höheren Bitpegeln (beispielsweise obersten vier Pegeln) extrahiert (Schritt 603), um eine Bildanordnung für eine dynamische Darstellung der Gruppen von Pixelanordnungsbildern zu erzeugen (Schritt 604).
Die Pixelanordnungsbilder werden seriell angezeigt, während eine Gewichtung zugeteilt wird (Schritt 605). Verfahren für eine Gewichtung können eine Technik eines Enthaltens von relativen Intensitätswerten entsprechend den Bitpegeln oder eines Einstellens der Präsentationszeitintervalle für dasselbe Bild gemäß Gewichtungsfaktoren enthalten. Das so erzeugte resultierende Bild ist in einer Datei 637 in 33H gezeigt.
Die Schritte in 32 entsprechen denjenigen in der 12, wie es folgt. Der Schritt 601 in 32 entspricht dem Schritt 22 in 12; der Schritt 602 dem Schritt 23; die Schritte 603, 604 dem Schritt 24; der Schritt 605 dem Schritt 25. In 32 ist ein Schritt entsprechend dem Schritt 21 weggelassen.
Ebenso ist es bei der vorliegenden Erfindung dann, wenn Bilder mit höheren Bitpegeln im Schritt 603 extrahiert werden, möglich, die Reihenfolge der zu extrahierenden hohen Bitpegel zu ändern.
Beispielsweise besteht ein Ansatz im Verwenden von Bildern von nur dem 2⁷-Pegel für das Fringemuster 631 und im Verwenden von 2⁶ bis 2⁰ für das Fringemuster 632. Mit diesem Verfahren wäre keine spezielle Gewichtung für die Pixelanordnung nötig, so dass eine normale digitale Anzeigeverarbeitung verwendet werden kann und eine normale Digitalbildanzeigevorrichtung verwendet werden kann.
Ein anderes Beispiel würde die Verwendung von nur dem 2⁷-Pegel für das Fringemuster 631 und der 2⁷- bis 2⁶-Pegel für das Fringemuster 623 enthalten.
In diesem Fall ist es deshalb, weil individuelle Gewichtungsoperationen für die Pixelanordnungsbilder nötig sind, nötig, eine Intensität und ein Präsentationsintervall zu steuern, aber Bilder hoher Qualität werden erzeugt.
Als Nächstes werden eine Struktur und ein Betrieb des Ausführungsbeispiels erklärt werden. 34 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels der Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Die Vorrichtung weist folgendes auf: einen Fringemuster-Berechnungsabschnitt 641; einen Digitalbild-Erzeugungsabschnitt 642; einen Bewegtbild-Erzeugungsabschnitt 643; einen Anzeigeabschnitt 644; und einen Bildspeicherabschnitt 645. Der Betrieb der Vorrichtung wird im Folgenden erklärt werden.
Der Fringemuster-Berechnungsabschnitt 641 berechnet Fringemuster der Anzeigeobjekte (in diesem Fall der Anzeigebilder), Interferenzfringes, die zwischen dem Anzeigeobjekt und dem Referenzstrahl (einer von hinter den Bildern gestrahlten ebenen Welle) erzeugt sind. Der Digitalbild-Erzeugungsabschnitt 642 wandelt die durch den Fringemuster-Berechnungsabschnitt 641 erzeugten. Fringemuster um, und sie werden gemäß der Kapazität der Anzeigevorrichtung 644 digitalisiert, um Bilder gemäß den Bitpegeln der Pixel zu erzeugen. Beispielsweise können 8-Bit-Daten verwendet werden, wenn die Anzeigevorrichtung 644 256 Abstufungen für eine Schattierung hat, und 8 Schichten von Pixelanordnungsbildern werden erzeugt werden. Der Bewegtbild-Erzeugungsabschnitt 643 wählt nur diejenigen Pixelbilder mit hohen Bitpegeln aus einer Reihe von Pixelanordnungsbildern aus, um Bewegtbilder zu erzeugen. Der Anzeigeabschnitt 644 zeigt eine Anordnung von Pixelanordnungsbildern in Aufeinanderfolge an.
Die Strukturen in 34 entsprechen denjenigen in 13, wie es folgt. Der Fringemuster-Berechnungsabschnitt 641, der Digitalbild-Erzeugungsabschnitt 642, der Bewegtbild-Erzeugungsabschnitt 643 entsprechen dem Bilderzeugungsab schnitt 7 in 13; der Bildspeicherabschnitt 645 dem Bildspeicherabschnitt 4; der Bildanzeigeabschnitt 644 dem Bildanzeigeabschnitt 8. In 34 ist ein Schritt entsprechend dem Anzeigeobjekt-Eingabeabschnitt 1 weggelassen.
Eine Variation des vorliegenden Ausführungsbeispiels wäre ein Auswählen einer anderen Anzahl von Pixelanordnungsbildern für jedes Element im Pixelanordnungs-Erzeugungsabschnitt 643.
Die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: eine Datenlesevorrichtung zum Erhalten von Daten von einem Aufzeichnungsmedium; eine Festplatte oder eine andere ähnliche Speichervorrichtung und ähnliches, welche Bilddaten, wie beispielsweise Hologramme, und ihre von dem Aufzeichnungsmedium erhaltenen Bitbilder speichert und frei ausliest; Pufferspeicher oder andere zugehörige Vorrichtungen, die zum Durchführen verschiedener Verarbeitungsaufgaben nötig sind; einer Anzeigevorrichtung zum Anzeigen von Information, die zum Durchführen von Verarbeitungsaufgaben nötig ist, und zum Anzeigen von Bildern, wie beispielsweise digitalen Hologrammen; und eine Eingabevorrichtung, wie beispielsweise eine Tastatur und eine Maus. Solche Vorrichtungen werden durch einen Computer oder eine andere ähnliche Steuervorrichtung gemäß vorbestimmter Algorithmen oder einer Sequenz von Verarbeitungsschritten, wie beispielsweise denjenigen, die in den 31A ~ E ~ 34 gesteuert. Die Anwendungsprogramme zum Ausführen solcher Algorithmen und Schritte können in lesbaren Speichervorrichtungen, wie beispielsweise einer Diskette, einer PC-Karte, einer magnetooptischen Platte, einer CD und einer DVD, aufgezeichnet und vertrieben werden.
Wie es oben beschrieben ist, ermöglicht die vorliegende Erfindung, ein effektives Datenvolumen durch Einfügen von Bildinformation in diejenigen Bilder von Bitpegeln zu reduzieren, die nicht nötig sind.
Es ist in den Ausführungsbeispielen 1 ~ 6 oben gezeigt worden, dass das vorliegende Verfahren und die vorliegende Vorrichtung zum Anzeigen berechneter Hologramme ermöglichen, ein Datenvolumen zu reduzieren, um dadurch zuzulassen, viele Objekte gleichzeitig anzuzeigen oder eine Verschlechterung bezüglich einer Bildqualität zu reduzieren, die durch eine Überlagerung von Fringes verursacht werden.
Andere Variationen des grundsätzlichen Verfahrens würden eine Kombination der Technik zum Anzeigen einer Vielzahl von Elementen durch geeignete Abtasttechniken, die in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 präsentiert sind, mit der Technik zum Entwickeln eines geeigneten Verfahrens zum Zusammensetzen von Anzeigebildern, die in den Ausführungsbeispielen 3 und 4 präsentiert ist, enthalten.
Es wäre auch möglich, die Technik zum Reduzieren des Fleckenrauschens, welche beim Ausführungsbeispiel 5 präsentiert ist, in diejenigen Fälle einzubauen, die bei anderen Ausführungsbeispielen präsentiert sind, wenn ein dynamisches Vollbild eine Wiederholung derselben Bilddaten enthält.
Es sollte angegeben werden, dass verschiedene Vorrichtung in der in den 2 und 13 präsentierten Anzeigevorrichtung und andere Ausführungsbeispiele äquivalent zu einem Verarbeitungsabschnitt bezüglich ihrer Funktion sind.
Hologramme können unter der Steuerung eines Computersystems zum Ausführen von Anwendungsprogrammen berechnet und angezeigt werden, die auf einem lesbaren Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet sind, und zwar gemäß dem Verfahren, das unter Bezugnahme auf die 1 und 12 erklärt ist. Das Computersystem in diesem Zusammenhang bezieht sich auf Betriebssysteme und Hardware für periphere Vorrichtungen. Ein lesbares Aufzeichnungsmedium enthält solche gemeinsamen Aufzeichnungsvorrichtungen, wie beispielsweise Disketten, eine magnetooptische Platte, einen Nurlesespeicher (ROM) und einen CD-ROM und eine interne oder eine externe Festplatte. Es wäre auch offensichtlich, dass ein solches lesbares Aufzeichnungsmedium dynamische Programmspeichervorrichtungen enthalten kann, die zu einer Netzwerkkommunikation gehören, wie beispielsweise das Internet, und Telekommunikationsschaltungen, sowie flüchtige Speicher für eine kurzzeitige Datenspeicherung in Servern und Netzwerkcomputern. Der Ausdruck "Anwendungsprogramme" ist allgemein und kann aus Anweisungen zum Ausführen eines Teils irgendeiner Funktion oder von geschriebenen Funktionen zum Arbeiten in Kombination mit Programmen, die in einem Computersystem enthalten sind, bestehen.
Anwendungsgebiete einer berechneten Holografie, die in den Ausführungsbeispielen 1 ~ 6 präsentiert ist, werden kurz angegeben werden.
Das Verfahren und die Vorrichtung für eine Hologrammanzeige beziehen sich auf eine Technologie zum Anzeigen von festen Objekten, die durch berechnete Hologramme dargestellt sind, und sind auf eine Übertragung/Anzeige/Speicherung von dreidimensionalen Bildern von Objekten anwendbar. Sie wäre als Anzeigevorrichtung für Bilder einer virtuellen Realität geeignet. Spezifisch würden Anwendungsgebiete industrielle und heimbasierende Anwendungen enthalten, wie beispielsweise ein dreidimensionales Rundsenden bei TV-Frequenzen, Museumsanzeigen, Systeme für eine computerunterstützte Entwicklung (CAD), Computerspiele einer virtuellen Realität und medizinische Anwendungen, wie beispielsweise Chirurgiesimulationen, Computertomografie-Bildanzeige, sowie andere solche Festobjekt-Bildanzeigevorrichtungen, wie eine Blickfeld-Anzeigevorrichtung für eine Sichtlinienanzeige von festen Objekten.

Claims

Verfahren zum Berechnen von Fringemustern eines aus Elementen bestehenden Anzeigeobjekts und zum Anzeigen von mittels eines Computers erzeugten Hologrammen mit den folgenden Schritten: – Umwandeln dreidimensionaler Daten des Anzeigeobjekts in Rechendaten für eine Fringemustererzeugung; – Auswählen einer Abtastregel zum Abtasten von Rechendaten; – Abtasten von Rechendaten gemäß einer ausgewählten Abtastregel; – Berechnen von Wellenfronten durch Annehmen, dass jede Position von abgetasteten dreidimensionalen Daten eine Lichtquelle hat und eine Wellenfront erzeugt; – Berechnen von durch eine Interferenz berechneter Wellenfronten und eines Referenzstrahls erzeugten Fringemustern; – Speichern von Fringemustern als Hologrammbilder; – Wiederholen eines Schritts zum Abtasten und eines Schritts zum Erzeugen einer Wellenfront für alle Rechendaten; und – aufeinander folgendes Anzeigen einer Vielzahl von so erzeugten Hologrammbildern.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Prozess zum Umwandeln dreidimensionaler Daten in Rechendaten eine Erzeugung von Scheitelpunktkoordinaten für Oberflächen des Anzeigeobjekts enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Prozess zum Umwandeln dreidimensionaler Daten in Rechendaten eine Umwandlung der dreidimensionalen Daten in Voxeldaten enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Prozess zum Umwandeln dreidimensionaler Daten in Rechendaten für jedes der Elemente durchgeführt wird und die Abtastregel gemäß einem Attribut eines anzuzeigenden Elements geändert wird.
Vorrichtung zum Anzeigen von mittels eines Computers erzeugter Hologrammen eines aus Elementen bestehenden Anzeigeobjekts durch Berechnen von durch eine Lichtinterferenz erzeugten Fringemustern mit: einem Anzeigeobjekt-Dateneingabeabschnitt zum Eingeben dreidimensionaler Daten des Anzeigeobjekts; einem Element-Managementabschnitt zum Umwandeln dreidimensionaler Daten in Rechendaten für eine Fringemustererzeugung und zum Bestimmen einer Auswahlregel zum Abtasten der Rechendaten und zum Abtasten der Rechendaten gemäß einer ausgewählten Abtastregel; einem Bilderzeugungsabschnitt zum Berechnen einer Wellenfront für jeweilige abgetastete Rechendaten durch Annehmen, dass jeweilige abgetastete Rechendaten eine Lichtquelle haben, und zum Erzeugen von durch eine Lichtinterferenz berechneter Wellenfronten mit einem Referenzstrahl erzeugten Fringemustern als Hologrammbilder; und einem Bildanzeigeabschnitt zum Wiederholen eines Abtastens und einer Wellenfronterzeugung für alle Anzeigeelemente des Anzeigeobjekts und zum aufeinander folgenden Anzeigen von so erzeugten Hologrammbildern.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Element-Managementabschnitt dreidimensionale Daten einschließlich einer Erzeugung von Scheitelpunktkoordinaten für Oberflächen des Anzeigeobjekts in Rechendaten umwandelt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Element-Managementabschnitt dreidimensionale Daten einschließlich einer Umwandlung der dreidimensionale Daten in Voxeldaten in Rechendaten umwandelt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Element-Managementabschnitt dreidimensionale Daten für jedes der Elemente in Rechendaten umwandelt und die Abtastregel gemäß Attributen der Elemente geändert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Vorrichtung weiterhin versehen ist mit einem Bildspeicherabschnitt zum Speichern von durch den Bilderzeugungsabschnitt erzeugten Hologrammbildern und einem Übertragungsabschnitt zum aufeinander folgenden Übertragen gespeicherter Hologrammbilder, die im Bildspeicherabschnitt gespeichert sind.
Aufgezeichnetes Medium zur Verwendung mit einer Computereinrichtung zum Ausführen von Berechnungen zum Erhalten holographischer Fringemuster und zum Anzeigen berechneter Hologrammbilder, bestehend aus Programmen zum: – Umwandeln dreidimensionaler Daten eines Anzeigeobjekts in Rechendaten für eine Fringemustererzeugung; – Bestimmen einer Abtastregel zum Abtasten von Rechendaten; – Abtasten von Rechendaten gemäß einer ausgewählten Abtastregel; – Berechnen von Wellenfronten aus jeweiligen abgetasteten Rechendaten durch Annehmen, dass jede Datenposition eine Lichtquelle hat; – Speichern berechneter Fringemustern, die durch Berechnen von Interferenzmustern von Wellenfronten mit einem Referenzstrahl erhalten sind, als Hologramme; – Wiederholen der Schritte zum Abtasten und zur Wellenfronterzeugung; und – aufeinander folgendes Anzeigen einer Vielzahl von so erzeugten Hologrammbildern.
Medium nach Anspruch 10, wobei die Umwandlung in Rechendaten eine Erzeugung von Scheitelpunktkoordinaten auf Oberflächen eines Anzeigeobjekts aus den dreidimensionalen Daten enthält.
Medium nach Anspruch 10, wobei die Umwandlung in Rechendaten eine Umwandlung in Voxeldaten enthält.
Medium nach Anspruch 10, wobei die Umwandlung in Rechendaten für jedes Objekt durchgeführt wird, das das Anzeigeobjekt aufweist, und die Abtastregel gemäß einem Attribut jedes Objekts geändert wird.