كيف صنع الباحثون صورة ثلاثية الأبعاد لموناليزا

غالبًا ما تُعرض الصور المجسمة في الخيال العلمي على شكل إسقاطات ملونة بالحجم الطبيعي. والآن أصبحت تكنولوجيا المستقبل قابلة للتنفيذ اليوم وقد تم استخدامها لإعادة إنشاء الموناليزا كصورة ثلاثية الأبعاد.

في مراجعات الفيزياء التطبيقية ، طور الباحثون تقنية تصوير مجسم تعتمد على الأسطح الفوقية والتي تستخدم خوارزمية التعلم العميق لإنشاء صورة ثلاثية الأبعاد للوحة الموناليزا وتحسينها بشكل متكرر.

كان الباحثون من جامعة تيانجين ، ومعهد بكين للتكنولوجيا ، وجامعة روان ، وجامعة ميسوري ، وجامعة تشينغداو ، وجامعة شيجياتشوانغ تيداو ، وجامعة بكين جياوتونغ.

الصور المجسمة هي صور تم إنشاؤها عن طريق تسجيل وإعادة بناء نمط التداخل للضوء أو الموجات الصوتية. أنها توفر تجارب بصرية أو سمعية واقعية وغامرة ويمكن تطبيقها في الترفيه والتصوير الطبي والتواصل ، من بين مجالات أخرى.

يمكن أن تساعد الأسطح السطحية ، أو المواد ثنائية الأبعاد المصنوعة من مجموعة من المكونات الصغيرة التي تشبه الهوائي ، كثيرًا في عملية التصوير المجسم.

قال المؤلف Yue-Sheng Wang في بيان: “تعمل صورة الهولوغرام القائمة على السطح الفوقي عن طريق التحكم بدقة في طور وسعة الموجات التي تتفاعل مع السطح الخارق”. “نتيجة لذلك ، تعرض الموجات الصادرة عند كل بكسل سعة وطورًا معينين ، مما ينتج عنه الصورة الثلاثية الأبعاد المرغوبة بناءً على تداخلها.”

أراد الفريق تطوير طريقة تحسين التصوير المجسم السطحي لتعزيز الكفاءة والدقة. استخدموا خوارزمية عميقة قائمة على الشبكة العصبية لتخصيص الهياكل الشبيهة بالهوائي داخل أسطحهم الوصفية. من خلال تقليل التناقضات بين الصورة الأصلية والصورة الثلاثية الأبعاد بشكل متكرر ، قاموا بتحريف السطح الخفي وإنشاء صورة ثلاثية الأبعاد عالية الجودة.

قال وانغ: “اخترنا إعادة إنشاء الموناليزا كدليل على المفهوم”. “إنها مشهورة جدًا لدرجة أن الجميع يعرف عنها تقريبًا. إنه مليء بعدد لا يحصى من التحولات الدقيقة والدقيقة للطبقات ، مما يعزز نعومة اللوحة وضبابيتها وغموضها. لذلك فهي طريقة رائعة لإثبات فعالية طريقتنا “.

أعاد الباحثون بناء الموناليزا باستخدام طريقة التصوير المجسم ، وبمزيد من التفصيل ، أعادوا أيضًا بناء عينها اليسرى. في حين أن الهولوغرام الموناليزا ثنائي الأبعاد ، يمكن توسيع التقنية لإنشاء صور ثلاثية الأبعاد أيضًا.

قال وانغ: “إن التحكم الدقيق في الموجات الصوتية التي توفرها طريقة التصوير المجسم لدينا أمر بالغ الأهمية لتطوير العلاجات الطبية غير الغازية ، والتحكم الفعال في الضوضاء ، وتحسين البيئات الصوتية مثل قاعات الحفلات الموسيقية”. “هذه التحسينات لديها القدرة على تحسين نوعية الحياة والتطبيقات التكنولوجية المختلفة.”

يعتقد المؤلفون أن أسلوبهم يمكن أن يحدث ثورة في مجال التصوير المجسم. إنهم يخططون لاستكشاف طرق لتعميمها وجعلها متوافقة مع الطباعة ثلاثية الأبعاد وتقليل وقت التدريب.

تمت كتابة المقالة بعنوان “تصميم Metasurface بمساعدة التعلم العميق لـ Megapixel Acoustic Hologram” بواسطة Xuan-Bo Miao و Hao-Wen Dong و Sheng-Dong Zhao و Shi-Wang Fan و Guoliang Huang و Chen Shen و Yue-Sheng وانغ.