在結構光照明顯微成像、動態(tài)目標模擬等應用場景中，空間光調制器尋址數據需要根據調制結果變化。例如SIM顯微成像課題，先導入一組200多張光柵圖片到DMD SLM內存，然后掃描拍攝，根據拍攝結果重新生成新的一組200張光柵圖片以便對重點區(qū)域掃描，再次加載新的光柵圖片到DMD SLM內存中，掃描拍攝再計算，再生成光柵圖片加載......如此完成一輪顯微成像數據采集實驗需要人工操作多次，上位機和DMD板卡之間需反復傳送大量圖片數據，效率低且容易出錯。

目前廣泛使用的海內外品牌DMD空間光調制器，皆采用該模式反復加載，大家很習以為常?？蛇@真應該屬于常態(tài)嗎？難道科研人員不能從重復工作中解脫，將精力花在更有價值的地方？

     深圳大學老師率先提出了質疑，為什么不重新設計一種交互模式呢？將光柵圖存入DMD內存后，后面直接在內存里修改感興趣區(qū)域和顯示內容，不是更快捷嗎？

      UPOLabs征求了清華大學、東南大學等課題組的使用習慣，展開對DMD空間光調制器的“再設計”工作?！霸僭O計”，RE-DESIGN，是日本設計師原研哉提出的一種新型設計理念，其思想是對于原來人們熟知的產品進行更新、改革，甚至進行徹底的改造。UPOLabs產品設計極力推崇這種設計理念，鼓勵用戶與產品經理的深度溝通，打破常規(guī)。于是，一種“智播”技術的新型交互模式首次被實現到了DMD空間光調制器中，這就是HDSLM DMD空間光調制器Smart系列。  

 “智播”技術即采用用戶意圖+機器協(xié)同的交互模式來完成對空間光調制器的尋址數據更新控制，能顯著提升操作效率?！爸遣ァ钡暮诵乃枷胧侵匦略O計空間光調制器的交互模式和系統(tǒng)算力分布，利用FPGA強大的計算能力和邏輯控制能力來實現硬件加速計算，并將時序同步需求與尋址時鐘關聯(lián)，同步控制外部設備。這樣設計的空間光調制器不再僅是個調制器件，而是整個實驗系統(tǒng)算力與設備控制的核心部件。其優(yōu)勢在于大幅降低上位機和DMD控制器之間的數據傳輸量，只需一次加載即可重復計算尋址。

     HDSLM DMD空間光調制器Smart系列的主要功能有：智能掩模算法、異形ROI（region of interest）區(qū)域定義、板載Pattern生成函數、外設指令穿透功能、時序控制函數等。同時，預留的算力冗余資源，容許課題組針對個性化需求進行二次開發(fā)或定制開發(fā)，以實現特定算法，將實驗系統(tǒng)變得更高效和緊湊。

設計亮點1：隨時設定感興趣區(qū)域顯示ROI。

一個指令即可設置ROI，從而解決區(qū)域顯示能動態(tài)調整需求。此設計針對ROI區(qū)域形狀、尺寸參數的交互控制進行了改進，允許在板載端直接處理尋址Pattern，從而點亮或關閉局部調制區(qū)域。ROI設定指令封裝為標準API函數，便于用戶二次開發(fā)。

例如，已經加載到SLM內存的數千張Pattern圖像，可以通過指令設置ROI，即可局部顯示內存圖像，也可以針對新加載的直通圖像直接局部顯示。該功能優(yōu)點：無需重復加載圖像到內存，避免了長時間數據傳輸的資源消耗；也可以隨時控制局部區(qū)域的位置、形狀大小和顯示時機。

設計亮點2：根據用戶輸入圖像，生成異形區(qū)域掩模疊加。

實際場景中，需要根據掃描結果來決定下一步局部掃描區(qū)域，而且這種局部掃描區(qū)域形狀是動態(tài)可變的，“智播”技術可直接根據掃描結果動態(tài)指定區(qū)域參數。如圖所示，根據拍攝結果圖像得到ROI，生成新的掃描Pattern，同時還可以對Pattern進行二次加工，疊加新的算法函數和時序控制邏輯，提升系統(tǒng)控制效率。

      該技術賦予了SLM編程邏輯更高的靈活性和自適應性，有助于用戶去打造更靈活的交互方式。例如，在原有光柵A上疊加新光柵B，并控制相機曝光時間為AB這2個光柵播放時間的和，這樣曝光時間內就有AB雙光柵的累積積分灰度。采用智播技術后，這種AB光柵控制邏輯可以不依賴外部設備，由空間光調制器獨立完成播放時序與曝光時序的邏輯控制。

      智播技術作為一種新的交互技術，一方面是HDSLM空間光調制器Design Different for U產品理念的體現，另一方面，也是中國科研人員與SLM廠商緊密合作追求原創(chuàng)設計價值的代表技術。作為創(chuàng)意設計，該技術的很多功能點還有待進一步挖掘，UPOLabs期待與更多課題組一起討論，將該技術潛力發(fā)揮更大的作用，研發(fā)出更富有中國特色的成像系統(tǒng)裝置，展現中國科研力量的原創(chuàng)價值！