Evaluación rápida de las pantallas AR de guía de onda con un método de trazado de rayos basado en GPU de código...

Área de la Ciencia:

• Óptica y Fotónica.
• Ciencias de la computación Ciencias de la computación
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Las simulaciones de visualización de realidad aumentada (RA) convencionales utilizan métodos lentos basados en CPU y datos precomputados.
• Esta ineficiencia dificulta la optimización del diseño a gran escala para los sistemas AR de guías de onda.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un algoritmo de trazado de rayos más rápido y de código abierto basado en GPU para pantallas AR de guía de onda.
• Para permitir una evaluación rápida y escalable del rendimiento óptico.

Principales métodos:

• Desarrolló un algoritmo de trazado de rayos basado en GPU utilizando computación paralela.
• Empleó una tabla de búsqueda (LUT) generada a partir de los resultados del análisis riguroso de ondas acopladas (RCWA).
• Validación del algoritmo utilizando un diseño de guía de onda difractiva a todo color.

Principales resultados:

• Logró 7.63 × 10 ^ 6 rayos / s en una NVIDIA RTX 4080, una aceleración de 57 veces sobre la CPU.
• Los resultados simulados coincidieron estrechamente con el software comercial (LightTools) utilizando datos de BSDF.
• Análisis del rendimiento del sistema incluyendo la eficiencia, el color y la uniformidad del campo de visión.

Conclusiones:

• El algoritmo de GPU propuesto ofrece predicciones ópticas precisas con un tiempo de cálculo significativamente reducido.
• Permite una optimización de diseño eficiente y escalable para pantallas AR de guía de onda difractiva.