研究方向

三维（3D）计算机生成全息术 对三维（3D）显示的追求从未停止。目前，大多数市售的所谓“3D显示”产品，如3D影院、3D电视、手持3D设备（例如：任天堂3DS、HTC Evo 3D）以及虚拟现实（VR）和增强现实（AR）头戴式设备都只是视觉立体的显示，在左眼和右眼分别显示两个不同的二维（2D）图像以在大脑中产生3D错觉。尽管图像质量很高，但它们都不是真正的3D光场，无法提供真实的焦距效果。为了提供交互式和实时渲染的沉浸式体验，VR/AR头显近年来经常被宣传为“通往元宇宙的钥匙”。然而，重量过大、缺乏散焦、渲染延迟这三大因素导致使用头显时头晕或易疲劳，且三者任一问题都很难解决，尤其是重量问题。相比之下，全息技术可以产生真实的3D光场，不须要依赖头戴设备，且具有真实的焦深，并且不需要根据观看者位置和视角的变化重新渲染。
全息术由Dennis Gabor于1948年提出，最初被命名为波前重建，其原理是用胶片记录光的衍射纹理，然后再用相干光照射重建3D光场。数码相机发明后，出现了数字全息技术。但这两种方法的局限性在于它们需要一个现实存在的物体来记录全息图。计算机制全息图（CGH）可以给现实中不存在的物体生成全息图，然后将其显示在空间光调制器（SLM）上，光衍射后可以重建出设计的三维光场。虽然是真3D显示技术，但CGH仍然存在一些基本问题，主要是其图像质量问题和其所需的大量计算。因此，本课题旨在从光的传播和衍射原理开始理解全息术，然后探索针对这两个基本问题的解决方法。

 

相关学科

计算机科学技术、物理学

 

科研导师

J. S

• 剑桥大学电子信息工程本硕博；
• 研究方向为计算机制全息图生成二维和三维全息投影，优化算法，数字与模拟电路及信号处理（包括电学与信息学）；
• 已发表IEEE顶会论文一篇，有丰富的科研项目经历和中学生带教经验。

科研成果

成果一：在英文期刊中发表学术论文

有方学者项目能够为学员在正规的英文学术期刊中发表论文。正规的学术期刊均要求由独立审稿人决定论文的录用与否。因此，论文的成功发表标志着这篇文章已达到学界公认的学术标准。有方学者最优秀的学生，不但可以冲击EI、SCI等高级别期刊，而且有机会参与全球顶级的学术会议。

成果二：第一作者身份

有方学者项目坚持帮助学生以第一作者身份发表论文。在申请过程中，招生官最看重的是学生在科研项目中的参与程度，而第一作者顺位恰恰是这一点的最佳证明。近年来，有大量的中国学生在教授署名的论文中挂名，这使得第一作者身份的含金量更为突出。

成果三：独一无二的课题

有方学者项目的导师会为每个学生提供独一无二的课题，连接最前沿的科研方法和学生感兴趣的学术方向，每个学生的研究内容具有差异性。

成果四：顶尖院校导师的推荐信

有方学者项目将为学生提供项目导师撰写的推荐信。导师作为推荐人，来自于美国顶尖学府的科研团队，影响着推荐信的可信度；而导师所提供的丰富的细节和生动的描述能更好展现学生的过人之处，从而大大提高了推荐信的价值。

成果五：高效备战具有高影响力、高含金量的科研竞赛

学生可以直接使用有方学者项目的成果论文冲击多项全球顶级的科研赛事，其中包括：被誉为“中国青年的诺贝尔奖”的丘成桐科学奖、ISEF 国际科学与工程奖、全国青少年科技创新大赛等。

 

 

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