Suurtehnoloogia soovib meid innukalt ellu kutsuda metaversioon, aga tänane virtuaalne reaalsus riistvara on nende ambitsioonikate eesmärkide täitmisest väga kaugel. Üks suurimaid väljakutseid on paremate kuvarite loomine, millel on palju rohkem piksleid tolli kohta, kuid eksperdid ütlevad uued materjalid ja kujundused on teel.
Silicon Valley panustab miljardeid dollareid, et internet on läbimas tema suurim nihe pärast nutitelefoni tulekut. Varsti, mõtlemine läheb, enamik inimesi pääseb juurde web kantavate peakomplektide kaudu, mis meid kohale viivad virtuaalsed maailmad selle asemel, et puudutada puuteekraani.
Tänapäeval aga virtuaalne ja liitreaalsus See on ikka üsna algeline. Kuigi sellised ettevõtted nagu Meta, Microsoft, Google ja Magic Leap müüvad juba virtuaal- ja liitreaalsuse peakomplekte, on nad siiani leidnud piiratud kasutusjuhtumeid ja nende pakutavad kogemused jäävad ikka veel kõvasti alla kõrglahutusega standarditele, mida oleme harjunud ootama. digitaalsest meelelahutusest.
Üks suurimaid piiranguid on praegune kuvatehnoloogia. VR-peakomplektis istuvad ekraanid meie silme ees vaid mõne sentimeetri kaugusel, seega peavad nad pakkima väga väikesesse ruumi tohutul hulgal piksleid, et jõuda eraldusvõimeni, mida võiksite oodata uusimalt 4K-telerilt.
See on tänapäevaste kuvaritega võimatu, kuid inimese jaokspektiiv avaldatud Eelmine nädal in teadus, Samsungi ja Stanfordi ülikooli teadlased ütlevad et arenevad tehnoloogiad võivad meid peagi viia pikslitiheduse teoreetilise piiri lähedale, tuues sisse võimsad uued VR-peakomplektid.
Ekraanide jõudluse suurendamise jõupingutusi raskendab asjaolu, et see konkureerib otseselt teise olulise eesmärgiga: tegemine need on väiksemad, odavamad ja energiasäästlikumad. Tänapäeva seadmed on mahukad ja kohmakad, mis piirab nende kandmisaega ja kasutuskonteksti.
Peakomplektid tänapäeval nii suured põhjused on nende optiliste elementide hulk ning vajadus jätta nende ja kuvarite vahele piisavalt ruumi, et valgust õigesti fokusseerida. Kuigi uued kompaktsed objektiivi kujundused ja kasutamine metapinnadAutorid ütlevad, et unikaalsete optiliste omadustega nanostruktureeritud kiled on võimaldanud selles valdkonnas mõningast miniatuursust, see on tõenäoliselt saavutamas oma piirid.
Uudsed kujundused, nagu holograafilised läätsed ja "pannkoogiläätsed", mis hõlmavad valguse põrgatamist erinevate plasti- või klaasitükkide vahel, võivad aidata vähendada objektiivi ja kuvari kaugust kaks kuni kolm korda. Kuid kõik need koostoimed vähendavad piltide heledust, mida tuleb kompenseerida võimsamate ja tõhusamate kuvarite abil.
Paremaid ekraane on vaja ka veel ühe tänapäevaste seadmete olulise piirangu – eraldusvõime – lahendamiseks. Ultra-HD telerite kuvarid suudavad saavutada pikslitiheduse umbes 200 pikslit kraadi kohta (PPD) umbes 10 jala kaugusel, mis ületab tunduvalt umbkaudu 60 PPD, mida inimsilm suudab eristada. Kuid kuna VR-ekraanid on vaataja silmadest kõige rohkem tolli või kahe kaugusel, võivad need saavutada vaid umbes 15 PPD.
Et sobitada inimsilma eraldusvõime piire, VR Autorid ütlevad, et kuvarid peavad igasse ekraanitollisse pigistama 7,000–10,000 460 pikslit. Konteksti jaoks haldavad uusimad nutitelefoni ekraanid ainult umbes XNUMX pikslit tolli kohta.
Vaatamata selle lõhe suurusele on selle sulgemiseks juba selged teed. Praegu kasutavad enamik VR-peakomplekte eraldi punaseid, rohelisi ja siniseid orgaanilisi valgusdioode (OLED), mida on nende tootmisprotsessi tõttu raske kompaktsemaks muuta. Kuid alternatiivne lähenemisviis, mis lisab valgetele OLED-idele värvilised filtrid, võib võimaldada saavutada 60 PPD.
Filtreerimisele tuginemisel on omad väljakutsed, kuna see vähendab valgusallika efektiivsust, mille tulemuseks on väiksem heledus või suurem energiatarve. Kuid eksperimentaalne OLED-disain, mida tuntakse kui "meta-OLED", võib saada aSellele kompromissile lisage, kammides valgusallikat nanomustriliste peeglitega, mis kasutavad ära resonantsi nähtust valguse kiirgamiseks ainult teatud sagedusest.
Meta-OLEDS võib potentsiaalselt saavutada pikslitiheduse üle 10,000 XNUMX PPD, lähenedes valguse lainepikkuse seatud füüsilistele piiridele. Need võiksid olla ka tõhusamad ja parema värvimääratlusega võrreldes eelmiste põlvkondadega. Vaatamata kuvatehnoloogiaettevõtete suurele huvile on tehnoloogia siiski alles tekkimas ja tõenäoliselt kaubandusest kaugemal.
Autorite sõnul on kõige tõenäolisem lähiaja innovatsioon kuvarites selline, mis kasutab ära inimese bioloogia veidrust. Silm on võimeline eristama ainult 60 PPD võrkkesta keskosas, mida tuntakse fovea nime all, oluliselt madalama tundlikkusega on perifeerias.
Kui silmade liigutusi saab täpselt jälgida, peate kuvama konkreetses jaotises, mida kasutaja vaatab, renderdama ainult kõrgeima eraldusvõime. Kuigi silmade ja peade jälgimise nõutavad täiustused muudavad disainilahenduste keerukamaks, väidavad autorid, et see on tõenäoliselt uuendus, mis juhtuma kõige varem.
Oluline on meeles pidada, et neid on palju küsimustes muud kui lihtsalt paremad kuvarid, mis tuleb lahendada, kui VR-i tahetakse laialdaselt turustada. Eelkõige tekitab nende peakomplektide toide keerulisi probleeme seoses aku mahutavuse ja võimega hajutada soojust pardaelektroonikast.
Samuti on teadlaste arutatud kuvatehnoloogiad peamiselt olulised VR-i ja mitte AR-i jaoks, mille peakomplektid tuginevad tõenäoliselt väga erinevale optilisele tehnoloogiale, mis ei varja kasutaja vaadet tegelikule maailmale. Mõlemal juhul tundub, et kuigi kaasahaaravamad virtuaalsed kogemused on tõenäoliselt veel kaugel, on teekaart, mis meid sinna viiks, hästi paigas.
Image Credit: Harry Quan / Unsplash
