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ネットジャーナル41

3次元空間を完全に再現する計算機合成ホログラム(CGH)
社会のさまざまな場面で実用化に期待

写真:博士(工学)坂本 雄児 教授

情報科学研究科 メディアネットワーク専攻 
情報メディア学講座  メディア創生学研究室・教授
博士(工学) 坂本 雄児

プロフィール

1983年北海道大学工学部電気工学科卒業。1988年同大学大学院博士課程了、同年株式会社日立製作所中央研究所入社。1990年北海道大学工学部情報工学科助手。1994年室蘭工業大学工学部電気工学科助教授。2000年北海道大学工学研究科電子情報工学専攻助教授、その後准教授を経て2015年より教授。計算機合成ホログラム、3D画像処理、コンピュータグラフィックスに関する研究に従事。

 

現実と区別がつかないほど完璧な3D映像

――計算機合成ホログラフィ(CGH)とはどのようなものですか。

博士(工学) 坂本 雄児 教授
図1: 現在の3D技術

坂本 まず、一般的な3D技術とホログラフィとの違いからご説明しましょう。近年、映画やゲームなどさまざまな分野で3D映像が普及し、テレビやビデオも3D対応の機種が登場しています。これらの技術は主に「視差」という人間の立体認識を利用したものです。人間は右目と左目で見える位置の違いから物体の立体構造を認識します(図1)。映画などの3D映像はこれを応用したもので、スクリーンに右目用と左目用の2種類の映像を同時に映し、特殊なメガネによって左右それぞれに異なった映像を見せています。ゲーム機などはメガネがなくても立体的に見えるものがありますが原理は同じです。スクリーンやディスプレイから飛び出しているように見える3D映像はとても人気がありますが、人によっては立体的に見えなかったり、長時間見ていると疲労や酔いが発生するなどの問題点もあります。

博士(工学) 坂本 雄児 教授
図2 ホログラフィによる立体写真

これに対しホログラフィには光の干渉が用いられています。物体に照射した光(物体光)と、記録材料に照射した光(参照光)の重なりから生じた光の干渉の模様(干渉縞)を記録したものに、記録時と同じ光を同じ位置から当てると立体像が再現されるのです(解説1)。メガネをかける必要がなく、視点を移動しても歪んだりしません。ホログラフィは3次元の光空間を完全に再現できる唯一の方式であり、原理的にはホログラフィによって映し出されたものと実物を区別することはできないと言われています(図2)。

私たちが研究している計算機合成ホログラフィ(Computer-Generated Hologram:CGH)は、ホログラフィにおける記録の過程をコンピュータ上でシミュレーションして作成するものです。光学機器などの資材が不要なうえ作業効率や安全性でも優位な点が多く、動画も表現することができる画期的な技術です。

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