キセノンの中で光らされる Stanford Bunny
Dual-Path Holographic Laser-Excited Volumetric Displayによる3D表示例。出典: K. Kumagai et al., “Dual-Path Holographic Laser-Excited Volumetric Display”, Figure 12(d), ACM TOG 45(5), Article 174 (2026).
今回のStanford bunny
Stanford bunnyは、空間中の発光voxelで3D像を直接表示するvolumetric displayの実演に使われています。ディスプレイ面へ投影するのではなく、キセノンガス中の位置をlaserで励起して光らせます。
Figure 12(d)では複雑な3D形状を実際のvolumetric imageとして表示しています。異なる視点から見ても空間中に像が存在するため、通常の2D displayとは異なります。
今回は印刷も解析もされず、キセノンの中で文字どおり光らされます。
今回の扱い：laser-excited voxelとして3D volumetric displayに表示される
状態：その他（光学的表示）
論文の内容
空間中に発光点を作る
volumetric displayでは、実空間の3次元位置に光点を生成します。観察者はstereoscopic glassesなしで複数方向から3D imageを見ることができます。
laser-excited方式ではgas mediumへlaser energyを集中させ、局所的なemissionを発生させます。
Dual-path holographic control
提案systemは2本の光路でvoxel生成を並列化し、表示できる3D graphicsの大きさとvoxel数を増やします。それぞれの光路が独立に異なる領域をscanし、共通のrendering volume内で協調して像を描きます。
各光路ではLiquid-Crystal Spatial Light Modulatorに表示したcomputer-generated hologramでwavefrontを制御し、1回のlaser pulseから複数のvoxelを同時に生成します。galvanometer mirrorとvarifocal lensを組み合わせた3D scannerで、その位置を動かします。
向かい合う2本の光路では、voxel生成に使われなかったlaser energyが反対側のSLMなどへ再集光し、光学素子を損傷するおそれがあります。そのため、stray lightが相手側の光学系へ入らないよう、rendering領域とscan方向を設計しています。
Volumetric image generation
3D modelをvoxel sampleへ変換し、各target positionを時間的にscanして発光させます。人間のvisual persistenceにより、複数voxelが一つの3D imageとして知覚されます。
評価
複数の3D contentを表示し、形状のrecognizability、viewing direction、brightnessなどを確認します。
制約
display resolutionとrefresh rateはlaser scanning speed、SLM update、発光効率に制約されます。高密度voxelを増やすほど一voxelあたりの時間とbrightnessのtrade-offが大きくなります。
また高出力laserを使うため、安全性とoptical enclosureが重要です。
論文情報
Dual-Path Holographic Laser-Excited Volumetric Display
- 著者: Kota Kumagai, Hisashi Oka, Kazuki Horikiri, Tetsuji Suzuki, Yoshio Hayasaki
- Published: 2026年6月29日
- ACM TOG 45(5), Article 174
- DOI: https://doi.org/10.1145/3816042
- 分野: Computer Graphics / Volumetric Display / Holography
- 使用モデル: Stanford bunny
- 使用箇所: Figure 12(d)
- medium: Xe gas
- 用途: laser-excited volumetric displayの3D content実演