Big tech on innokas saamaan meidät innostumaan tulevasta metaversumin, mutta tämän päivän virtuaalitodellisuus laitteisto on kaukana kunnianhimoisten tavoitteidensa saavuttamisesta. Yksi suurimmista haasteista on rakentaa parempia näyttöjä, joissa on paljon enemmän pikseleitä tuumalla, mutta asiantuntijat sanovat uusia materiaaleja ja malleja on tulossa.
Silicon Valley lyö vetoa miljardeista dollareista internet on käymässä läpi sen suurin muutos sitten älypuhelimen tulon. Pian, ajattelu menee, useimmat ihmiset pääsevät käsiksi web puettavien kuulokkeiden kautta, jotka kuljettavat meidät sisään virtuaalimaailmat kosketusnäyttöä koskettamalla.
Nykyään kuitenkin virtuaalinen ja lisätty todellisuus olemme vielä melko alkeellista. Vaikka yritykset, kuten Meta, Microsoft, Google ja Magic Leap, myyvät jo virtuaali- ja lisätyn todellisuuden kuulokkeita, ne ovat löytäneet rajallisia käyttötapauksia toistaiseksi, ja niiden tarjoamat kokemukset jäävät edelleen selvästi odottamamme teräväpiirtostandardien alapuolelle. digitaalisesta viihteestä.
Yksi suurimmista rajoituksista on nykyinen näyttötekniikka. VR-kuulokemikrofonissa näytöt ovat vain muutaman senttimetrin päässä silmiemme edessä, joten niiden on pakattava valtava määrä pikseleitä hyvin pieneen tilaan saavuttaakseen viimeisimmältä 4K-televisiolta odottamasi tarkkuuden.
Se on mahdotonta nykypäivän näytöillä, mutta persmahdollisuus julkaistu viime viikko in tiede, Samsungin ja Stanfordin yliopiston tutkijat sanovat että nousevat teknologiat voivat pian saada meidät lähelle pikselitiheyden teoreettista rajaa ja tuoda mukanaan tehokkaat uudet VR-kuulokkeet.
Pyrkimyksiä parantaa näyttöjen suorituskykyä vaikeuttaa se, että tämä kilpailee suoraan toisen tärkeän tavoitteen kanssa: mikä ne ovat pienempiä, halvempia ja energiatehokkaampia. Nykyiset laitteet ovat tilaa vieviä ja painavia, mikä rajoittaa niiden käyttöaikaa ja käyttöympäristöä.
Suurin syy siihen, miksi kuulokkeet ovat nykyään niin suuria, on niiden optisten elementtien valikoima ja tarve jättää riittävästi tilaa niiden ja näyttöjen väliin valon tarkentamiseksi oikein. Vaikka uusi kompakti linssi suunnittelu ja käyttö metapinnat– nanorakenteiset kalvot, joilla on ainutlaatuiset optiset ominaisuudet – ovat mahdollistaneet tämän alueen pienentämisen, kirjoittajat sanovat, että tämä on todennäköisesti saavuttamassa rajansa.
Uudet mallit, kuten holografiset linssit ja "pannukakkulinssit", jotka sisältävät valon heilahtelua eri muovi- tai lasipalojen välillä, voivat auttaa lyhentämään linssin ja näytön välistä etäisyyttä kertoimella kahdesta kolmeen. Mutta jokainen näistä vuorovaikutuksista vähentää kuvien kirkkautta, mikä on kompensoitava tehokkaammilla ja tehokkaammilla näytöillä.
Parempia näyttöjä tarvitaan myös ratkaisemaan toinen tärkeä nykylaitteiden rajoitus: resoluutio. Ultra-HD TV -näytöt voivat saavuttaa noin 200 pikseliä astetta kohden (PPD) noin 10 jalan etäisyyksillä, mikä ylittää reilusti noin 60 PPD:n, jonka ihmissilmä pystyy erottamaan. Mutta koska VR-näytöt ovat enintään tuuman tai kahden päässä katsojan silmistä, ne voivat saavuttaa vain noin 15 PPD:tä.
Vastatakseen ihmissilmän resoluution rajoja, VR Kirjoittajien mukaan näyttöjen täytyy puristaa 7,000 10,000 - 460 XNUMX pikseliä jokaiseen näytön tuumaan. Kontekstin vuoksi uusimmat älypuhelinnäytöt hallitsevat vain noin XNUMX pikseliä tuumaa kohti.
Tämän aukon koosta huolimatta sen sulkemiseen on jo selkeät polut. Tällä hetkellä useimmissa VR-kuulokkeissa käytetään erillisiä punaisia, vihreitä ja sinisiä orgaanisia valoa emittoivia diodeja (OLED), joita on vaikea tehdä kompaktimmaksi niiden valmistusprosessin vuoksi. Mutta vaihtoehtoinen lähestymistapa, jossa värilliset suodattimet lisätään valkoisiin OLEDeihin, voisi mahdollistaa 60 PPD:n saavuttamisen.
Suodatukseen luottamisessa on omat haasteensa, koska se heikentää valonlähteen tehokkuutta, mikä heikentää kirkkautta tai korkeampaa virrankulutusta. Mutta kokeellinen OLED-suunnittelu, joka tunnetaan nimellä "meta-OLED", voisi saada akiertää tämä kompromissi kampaamalla valonlähde nanokuvioiduilla peileillä, jotka hyödyntävät resonanssiilmiötä säteilemään valoa vain tietystä taajuudesta.
Meta-OLEDS voisi mahdollisesti saavuttaa yli 10,000 XNUMX PPD:n pikselitiheydet, jotka lähestyvät valon aallonpituuden asettamia fyysisiä rajoja. Ne voisivat myös olla tehokkaampia ja niillä olisi parempi värinerottelu verrattuna aikaisempiin sukupolviin. Näyttöteknologiayritysten kiinnostuksesta huolimatta tekniikka on kuitenkin vielä syntymässä ja todennäköisesti kauempana kaupallistamisesta.
Kirjoittajien mukaan todennäköisin lähiajan innovaatio näyttöjen alalla on sellainen, joka hyödyntää ihmisen biologian omituisuutta. Silmä pystyy erottamaan vain 60 PPD:tä verkkokalvon keskialueella, joka tunnetaan nimellä fovea, huomattavasti pienemmällä herkkyydellä on reunalla.
Jos silmien liikkeitä voidaan seurata tarkasti, sinun tarvitsee vain renderöidä korkein resoluutio siinä näytön osassa, jota käyttäjä katselee. Vaikka tarvittavat parannukset silmien ja pään seurantaan lisäävät mallien monimutkaisuutta, kirjoittajat sanovat, että tämä on luultavasti innovaatio, joka tapahtuu pian.
On tärkeää muistaa, että niitä on monia kysymykset muita kuin vain parempia näyttöjä, jotka on ratkaistava, jos VR: tä tullaan kaupallistamaan laajalti. Erityisesti näiden kuulokkeiden virran saaminen aiheuttaa monimutkaisia haasteita akun kapasiteetin ja kyvyn haihduttaa lämpöä sisäänrakennetusta elektroniikasta.
Myös tutkijoiden käsittelemät näyttötekniikat liittyvät ensisijaisesti VR:ään eivätkä AR:hen, jonka kuulokkeet ovat todennäköisesti riippuvaisia hyvin erilaisesta optisesta tekniikasta, joka ei peitä käyttäjän näkemystä todellisesta maailmasta. Joka tapauksessa näyttää siltä, että vaikka mukaansatempaavammat virtuaalikokemukset ovat todennäköisesti vielä kaukana, etenemissuunnitelma, joka vie meidät perille, on hyvin paikallaan.
Kuva pistetilanne: Harry Quan / Unsplash
