Berjalan Secara "Real-Time"

Pertama kali dikembangkan pada pertengahan 1900-an, hologram awal direkam secara optik dengan memisahkan sinar laser. Separuh sinar yang dipisahkan digunakan untuk menerangi subjek dan separuh lainnya digunakan sebagai referensi untuk fase gelombang cahaya.
Hasil gambar teknologi hologram lama menghasilkan gambar statis, atau belum mampu menangkap gerakan yang memberi banyak manfaat untuk berbagai penggunaan. Selain itu teknologi lama hologram hanya berupa salinan dalam bentuk cetak (hard copy), sehingga sulit untuk direproduksi dan dibagikan, seperti menjadi tuntutan teknologi di era digital sekarang ini.
Holografi yang dihasilkan komputer, kata Liang Shi, penulis utama studi tersebut dan mahasiswa PhD di Departemen Teknik Elektro dan Ilmu Komputer (EECS) Massachusetts Institute of Technology (MIT), untuk menghindari tantangan mensimulasikan pengaturan optik dengan hasil dalam hologram dalam bentuk cetak.
"Proses ini menjadi pekerjaan komputasi yang cukup berat. Karena setiap titik dalam adegan memiliki kedalaman yang berbeda, Anda tidak dapat menerapkan operasi yang sama untuk semuanya. Hal ini meningkatkan kompleksitas secara signifikan bagi komputer," ungkap Shi.
Mengarahkan superkomputer berkerumun untuk menjalankan simulasi berbasis fisika ini bisa memakan waktu beberapa detik atau menit untuk satu gambar holografik. Selain itu, algoritma yang ada, tidak memodelkan oklusi dengan presisi fotorealistik.
Untuk menghasilkan hologram yang berjalan secara sederhana, Shi dan tim mengambil pendekatan yang berbeda. Caranya dengan membiarkan komputer mengajarkan fisika untuk dirinya sendiri. Mereka menggunakan pembelajaran mendalam untuk mempercepat holografi yang dihasilkan komputer, memungkinkan pembuatan hologram tampil secara real-time.
"Tim merancang jaringan saraf konvolusional teknik pemrosesan yang menggunakan rantai tensor yang dapat dilatih untuk secara kasar meniru bagaimana manusia memproses informasi visual. Pelatihan jaringan saraf biasanya memerlukan kumpulan data besar dan berkualitas tinggi, yang sebelumnya tidak ada untuk hologram 3D," kata dia.
Tim membangun database kustom dari 4.000 pasang gambar yang dihasilkan komputer. Setiap pasangan mencocokkan gambar termasuk informasi warna dan kedalaman untuk setiap piksel dengan hologram yang sesuai.
Untuk membuat hologram dalam database baru, para peneliti menggunakan pemandangan dengan bentuk dan warna yang kompleks dan bervariasi, dengan kedalaman piksel yang didistribusikan secara merata dari latar belakang ke latar depan, dan dengan serangkaian perhitungan berbasis fisika baru untuk menangani oklusi.
Pendekatan itu menghasilkan data pelatihan fotorealistik. Selanjutnya, algoritma mulai bekerja dengan mempelajari setiap pasangan gambar, jaringan tensor mengubah parameter perhitungannya sendiri, secara berturut-turut meningkatkan kemampuannya untuk membuat hologram.
Jaringan yang dioptimalkan sepenuhnya mengoperasikan urutan besarnya lebih cepat daripada perhitungan berbasis fisika. Efisiensi itu mengejutkan tim itu sendiri. "Kami kagum dengan performanya," kata penasihat dan rekan penulis utama dari MIT, Wojciech Matusik .
Hanya dalam milidetik, holografi tensor dapat membuat hologram dari gambar dengan informasi kedalaman yang disediakan oleh gambar yang dihasilkan komputer dan dapat dihitung dari pengaturan multikamera atau sensor Light Detection and Ranging (LiDAR). Kedua teknologi telah menjadi standar pada beberapa smartphone baru.
Kemajuan ini membuka jalan bagi holografi 3D real-time untuk ponsel pintar. Terlebih lagi, jaringan tensor yang ringkas hanya membutuhkan memori kurang dari 1 MB.
"Memori ini tidak berarti, mengingat puluhan dan ratusan gigabyte tersedia di ponsel terbaru," katanya Matusik.
"Penelitian menunjukkan bahwa tampilan holografik 3D yang sebenarnya praktis dengan hanya persyaratan komputasi moderat," komentar arsitek optik utama di Microsoft yang tidak terlibat dalam penelitian, Joel Kollin.
Kollin menambahkan bahwa makalah ini menunjukkan peningkatan yang nyata dalam kualitas gambar dibandingkan karya sebelumnya, yang akan menambah realisme dan kenyamanan bagi pemirsa. Kollin juga mengisyaratkan kemungkinan bahwa tampilan holografik seperti ini bahkan dapat disesuaikan mata penonton.
"Tampilan holografik dapat mengoreksi aberasi pada mata. Ini memungkinkan tampilan gambar yang lebih tajam daripada yang dapat dilihat pengguna dengan kontak atau kacamata, yang hanya mengoreksi aberasi tingkat rendah seperti fokus dan astigmatisme," ujar dia. hay/I-1