Introduction

WaveField Toolsとは

スカラー理論の波動光学計算を支援するツールキットです.以下のような用途に用いることができます.
  • コンピュータホログラム(計算機合成ホログラム)の作成
  • 波動光学による光のシミュレーション 
  • デジタルホログラフィの再生と信号処理 
  • 回折光学素子の設計 

WaveField Toolsの特徴

次のような特徴を有しています.
  • マルチCPU・マルチコアに対応した高速計算が可能 
  • 初歩的なC++言語の知識により容易にプログラム作成が可能.また一部Windowsアプリケーションを提供 
  • 数10億のサンプリング点数を超える大規模な光波計算が可能 
  • 基本的な平行平面間の伝搬回折計算だけでなく,非平行平面間の伝搬計算(回転変換)やオフアクシス型回折計算を実装 
  • ポリゴン法やシルエット法を用いて,オクルージョンのある3Dシーンの物体光波計算が容易にできます. 
  • GPUを用いた高速計算(開発中) 
  • 多数のサンプルコードとその解説を含む200ページ以上のドキュメントを添付 
  • ネットを通した無償配布 

WaveField Toolsの構成

WaveField Toolsの階層構造は下図のとおりです.WaveField Toolsは主に二つのライブラリとアプリケーションから構成されています.

Wave Field Libraray (WFL)

292x300.png 光波分布/波面(Wave-field)をカプセル化したWaveFieldクラスを中心とした基本的なクラスライブラリ.FFTや各種の伝搬計算など処理の中心となる14以上のクラスと500近い関数を含んでいます.→ダウンロード

WFLでできることの例
単一FFT型フレネル回折計算,フラウンフォーファー回折計算,角スペクトル法伝搬計算,帯域制限角スペクトル法伝搬計算,シフテッドフレネル法によるオフアクシス型伝搬計算,シフテッド角スペクトル法によるオフアクシス型伝搬計算,回転変換による非平行平面間の伝搬計算,光波のS/N比や平均光強度等の計測,位相像・振幅像等の保存と読み込み,レンズ位相やランダム位相の乗算,各種の補間,etc...

Polygon Source Library (PSL)

命名の由来はポリゴン法(ポリゴン光源法)によるCGH計算のためのライブラリでしたが,現在ではWFLの上位に位置するライブラリとしてポリゴン法のみならず,波動光学的結像計算クラスやメモリに入りきらない大規模な計算を支援するセグメント分割光波クラスなど8個のクラスと100以上の関数を含んでいます.→ダウンロード

PSLでできることの例
ポリゴン法によるポリゴン光波の計算,WRL/DXF/POV等の3Dデータの読み込みと操作,ポリゴン法による3D物体の光波計算,シルエット法によるオクルージョンの処理,波動光学的な結像計算によるCGHやDHの数値再生,10億サンプリング点以上大規模伝搬光波の伝搬計算や処理,etc...

アプリケーション

C++/CLIやC#などで書かれたWindows用のアプリケーションで,WFL/PSLのライブラリを用いてプログラムされています.プログラムを作成することなく手軽に波面を観察したり,再生シミュレーションを行うことができます.→ダウンロード

WaveField Toolsのご利用にあたって

  • WaveField Toolsに含まれるライブラリとアプリケーションおよびそのマニュアルの著作権は,松島恭治関西大学システム理工学部光情報システム研究室,および当該プログラムの作者が保有しています.
  • 松島,関西大学,当該プログラムの作者はこれらのライブラリ/プログラムの使用によって生じたいかなる損害についても,それを補償する責を負うものではありません. 
  • 商用目的でない研究・教育に自由に利用することができます.WFL/PSL等 のライブラリを用いて行った研究成果を発表する場合は,謝辞等にWFL/PSL 等を利用した旨を記載していただけるとありがたく思いますが,これは強制ではありません. 
  • バグ報告や質問等は本サイトのフォーラムで受け付けています.バグ報告の際には,問題が生じたソースを示していただけますようお願いします. 
  • 現時点では再配布等はご遠慮下さい.