Holography offers unique advantages for delivering perceptual realism while preserving compact form factors in VR/AR. Its perceptual quality, however, hinges on encoding rich wavefronts of photorealistic scenes into interference patterns and then incoherently multiplexing the resulting wave fields for perception. Existing CGH paradigms decouple radiance estimation from wave propagation by pre-rendering radiance on discretized scene sectors. This separation between radiometric and wave-optical computation inherently limits the range of focus cues and visual effects that can be faithfully reproduced, including depth- and view-continuity, and physically based material behaviors such as glossy or mirror-like reflection and refraction. We present a physically accurate yet computationally efficient wave optics rendering framework leveraging path tracing to encode full 3D visual cues into phase holograms. Specifically, we employ a Monte Carlo method to solve both the rendering equation and the Rayleigh--Sommerfeld integral simultaneously. Our algorithm is fully compatible with modern graphics techniques and can generate multiple time-multiplexed random holograms with minimal additional time cost via Path Reuse. By employing a fast approximation with an ambient radiance cache, we realize an order of magnitude convergence speed improvement. The resulting coherent wave fields that inherently encode comprehensive visual effects are converted into phase-only holograms under complex-amplitude supervision. Through extensive simulations and experimental validations on a spatial light modulator-based display prototype, we demonstrate faithful holographic reconstructions of natural 3D cues and complex materials, including realistic defocus blur, view-dependent effects, as well as appearance highlights and reflections.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

谷歌EfficientNet缩放模型,PyTorch实现登热榜
机器学习算法与Python学习
11+阅读 · 2019年6月4日
Deep Compression/Acceleration:模型压缩加速论文汇总
极市平台
14+阅读 · 2019年5月15日
Image Captioning 36页最新综述, 161篇参考文献
专知
90+阅读 · 2018年10月23日
Deep Image Prior:深度卷积网络先天就理解自然图像
极市平台
10+阅读 · 2017年12月5日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
49+阅读 · 2020年12月16日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
11+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
4+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
7+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
4+阅读 · 11月6日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员