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Traverse angle computations are a critical component of surveying, used to compute the internal angles within a closed traverse. A traverse consists of a series of connected lines forming a closed loop, often used for land boundary delineation or mapping. Calculating the internal angles ensures accuracy in the traverse geometry and is essential for checking survey data integrity.The process begins with known azimuths and bearings of the traverse sides. Internal angles at each vertex are...

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

Yefu Zhang, Yuqiang Ding, Ziyang Shen

|February 20, 2026

Resumen

Desarrollamos un algoritmo de rastreo de rayos GPU rápido y de código abierto para pantallas de realidad aumentada (AR) de guía de onda. Este método acelera significativamente las simulaciones ópticas, lo que permite una optimización de diseño eficiente para los sistemas AR.

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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.