ऑप्टिकल डेक को स्टैक करना: अनंत डिस्प्ले का परिचय + वीआर में दृश्य गुणवत्ता मापने पर एक प्राइमर

जब वीआर की बात आती है, तो देखना ही विश्वास करना है। ध्वनि और हैप्टिक्स दोनों एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, लेकिन ज्यादातर लोगों के लिए, यह दृश्य ही हैं जो सौदे को सील करते हैं। और खूबसूरती से प्रस्तुत की गई लो-पॉली कला एक अति-यथार्थवादी वातावरण की तरह ही लुभावनी हो सकती है। एक दृश्यमान आश्चर्यजनक आभासी दुनिया में पूरी तरह से घिरे होने जैसा कुछ भी नहीं है, भले ही यह यथार्थवाद में डूबा हुआ हो, पूरी तरह से अमूर्त हो, या कहीं बीच में हो।

लेकिन वीआर अभी भी एक उभरती हुई तकनीक है, और उस दृश्य अनुभव को बनाने में क्या होता है और हेडसेट के अंदर आप जो देखते हैं उसे उत्पन्न करने के लिए जटिल प्रौद्योगिकियों को एक साथ आने की बहुत अधिक साझा समझ नहीं है। जिस तरह से आज वीआर में दृश्य गुणवत्ता को परिभाषित किया जा रहा है, उसमें पूरे उद्योग में कुछ विसंगतियां भी हैं।

दृश्य गुणवत्ता के बारे में सोचते समय, कई लोग उन्हीं सिद्धांतों और मानकों को लागू करते हैं जिनका उपयोग हम पारंपरिक रूप से 2डी डिस्प्ले, जैसे मोबाइल फोन और टीवी के बारे में सोचने के लिए करते हैं। लेकिन वीआर इन अन्य उपभोक्ता उपकरणों से काफी अलग है। दूर से बड़ी स्क्रीन को देखने के बजाय, वीआर उपयोगकर्ता एक छोटी स्क्रीन को देख रहे हैं, जो उनकी आंखों के बहुत करीब है और एक ऑप्टिकल स्टैक के भीतर लेंस के एक सेट द्वारा बढ़ाई गई है। यह कैमरे के लेंस के माध्यम से एक टीवी को देखने जैसा है - आप जो देखेंगे वह केवल स्क्रीन के रिज़ॉल्यूशन से निर्धारित नहीं होता है, बल्कि लेंस के ऑप्टिकल गुणों, जैसे आवर्धन और तीक्ष्णता से भी निर्धारित होता है।

टीवी और मोबाइल फोन के विपरीत, जैसे ही आप अपना सिर हिलाते हैं, डिस्प्ले अनिवार्य रूप से आपका अनुसरण करता है - और क्योंकि यह आपकी आंखों के बहुत करीब है, जो एक बड़ी रेंज में देख सकता है, ऑप्टिक्स को उन देखने के कोणों में एक सुसंगत ज्यामितीय और ऑप्टिकल प्रदर्शन प्रदान करना होगा। एक गुणवत्तापूर्ण दृश्य अनुभव प्रदान करें। यह उस महत्वपूर्ण भूमिका की ओर इशारा करता है जो भविष्य में वीआर में दृश्य प्रदर्शन और अनुभव के मामले में आई ट्रैकिंग तकनीक निभाएगी।

हमारा मानना ​​है कि उद्योग को वीआर-विशिष्ट प्रदर्शन मेट्रिक्स पर संरेखित करने की आवश्यकता है जो पूरी तस्वीर बेहतर ढंग से दिखाते हैं। अकेले डिस्प्ले रिज़ॉल्यूशन पर ध्यान केंद्रित करने के बजाय, हमें इस बात पर विचार करना चाहिए कि वीआर हेडसेट में एक सिस्टम के रूप में डिस्प्ले और ऑप्टिक्स एक साथ कैसे काम करते हैं। वीआर में दृश्य स्पष्टता कई कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं सिस्टम रिज़ॉल्यूशन (पिक्सेल प्रति डिग्री या पीपीडी में मापा जाता है), तीक्ष्णता (लेंस के मॉड्यूलेशन ट्रांसफर फ़ंक्शन या एमटीएफ द्वारा मापा जाता है), कंट्रास्ट अनुपात और रंग . इस पोस्ट में, हम इन चारों पर करीब से नज़र डालेंगे और वे मेटा क्वेस्ट प्रो के नए पेश किए गए इनफिनिट डिस्प्ले ऑप्टिकल स्टैक से कैसे संबंधित हैं।

सिस्टम संकल्प

वीआर हेडसेट की गुणवत्ता के बारे में सोचते समय केवल डिस्प्ले रिज़ॉल्यूशन पर ध्यान केंद्रित करना आकर्षक होता है, क्योंकि यही वह मीट्रिक है जिसके द्वारा हम 2डी डिस्प्ले का आकलन करते हैं। लेकिन इसके बजाय, हमें पूर्ण ऑप्टिकल सिस्टम के रिज़ॉल्यूशन का मूल्यांकन करना चाहिए, जिसे पीपीडी में मापा जाता है - एक संयुक्त मीट्रिक जो एक साथ काम करने वाले डिस्प्ले और ऑप्टिक्स को ध्यान में रखता है। एक कोणीय माप, पीपीडी दृश्य क्षेत्र (FOV) के 1° के भीतर पैक किए गए पिक्सेल की संख्या को मापता है। पीपीडी जितना अधिक होगा, वीआर हेडसेट का सिस्टम रिज़ॉल्यूशन उतना ही बेहतर होगा।

गुणवत्तापूर्ण अनुभव सुनिश्चित करने के लिए हम अपने वीआर हेडसेट के डिजाइन और निर्माण में पीपीडी पर बारीकी से नजर रखते हैं। और मेटा क्वेस्ट प्रो के डिस्प्ले के उच्च पिक्सेल घनत्व और हेडसेट के पैनकेक ऑप्टिक्स द्वारा इसके बाद के आवर्धन के लिए धन्यवाद, हम मेटा क्वेस्ट 22 (10 पीपीडी) की तुलना में मेटा क्वेस्ट प्रो (2 पीपीडी) के लिए समग्र सिस्टम रिज़ॉल्यूशन को 20% तक बढ़ाने में सक्षम थे। . हालांकि यह आज बाजार में किसी भी वीआर हेडसेट का उच्चतम पीपीडी नहीं है, यह उच्च गुणवत्ता वाले वीआर और मिश्रित वास्तविकता-सक्षम हेडसेट को बड़े पैमाने पर लॉन्च करने में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है।

और हम इसे और भी आगे बढ़ाने के लिए निवेश कर रहे हैं। रियलिटी लैब्स रिसर्च में हमारी डिस्प्ले सिस्टम रिसर्च टीम ने हाल ही में इसका अनावरण किया बटरस्कॉच प्रोटोटाइप, जो देखने के क्षेत्र को मेटा क्वेस्ट 2 के लगभग आधे तक सीमित करता है और 3 पीपीडी के समग्र सिस्टम रिज़ॉल्यूशन को प्राप्त करने के लिए एक नए प्रकार के हाइब्रिड लेंस के साथ 55के एलसीडी पैनल का उपयोग करता है - रेटिना रिज़ॉल्यूशन (आमतौर पर 60 पीपीडी के आसपास माना जाता है, जो एक नेत्र चार्ट पर 20/20 रेखा को चित्रित करने के लिए पर्याप्त है) और संभावित रूप से एक नए उद्योग मानक के लिए मार्ग प्रशस्त कर रहा है। जबकि बटरस्कॉच एक तकनीकी कॉन्फ़िगरेशन वाला एक शोध प्रोटोटाइप है जो इसे भविष्य के उत्पाद में नहीं बना सकता है, हम अपने उत्पाद रोडमैप पर रेटिनल रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने के लिए उच्च-घनत्व डिस्प्ले और उच्च-रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल सिस्टम विकसित कर रहे हैं।

तीखेपन

जबकि पीपीडी ऑप्टिकल सिस्टम के घटकों को ध्यान में रखते हुए समग्र सिस्टम रिज़ॉल्यूशन के लिए आधार रेखा निर्धारित करता है, वहीं एक और महत्वपूर्ण मीट्रिक है जिस पर वीआर दृश्य स्पष्टता के बारे में आज की चर्चाओं में पर्याप्त ध्यान नहीं दिया जाता है: तीक्ष्णता।

एमटीएफ द्वारा मापी गई, जो रिज़ॉल्यूशन और कंट्रास्ट को जोड़ती है, तीक्ष्णता यह निर्धारित करती है कि एक ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा कितना विवरण पुन: प्रस्तुत किया जा सकता है। एमटीएफ जितना अधिक होगा, छवि विवरण उतना ही बेहतर होगा। क्योंकि वीआर डिस्प्ले को लेंस के माध्यम से देखा जाता है और इस प्रकार इसे बढ़ाया जाता है, हमारी टीम को लेंस के कारण होने वाली कलाकृतियों से बचने के लिए हमारे ऑप्टिक्स के डिजाइन और निर्माण को अनुकूलित करना चाहिए। यह स्वीकार करना भी महत्वपूर्ण है कि, टीवी जैसे फ्लैट 2डी डिस्प्ले के साथ, तीक्ष्णता एक समान होती है। वीआर में, ऐसा नहीं है - आपके पास लेंस के केंद्र और किनारे पर अलग-अलग डिग्री की तीक्ष्णता है। तो फिर, लक्ष्य केंद्र और परिधि दोनों पर उच्च एमटीएफ प्राप्त करना है।

मेटा क्वेस्ट प्रो पर, केंद्र की तीव्रता 0.98 और किनारे की तीव्रता 0.85* है - मेटा क्वेस्ट 25 की तुलना में क्रमशः 50% और 2% का सुधार।

कंट्रास्ट

कंट्रास्ट अनुपात सबसे चमकदार सफेद और सबसे गहरे काले रंग की चमक के बीच का अनुपात है जो एक डिस्प्ले ऑप्टिकल सिस्टम उत्पन्न कर सकता है। अनुपात जितना अधिक होगा, कंट्रास्ट उतना ही बेहतर होगा।

कंट्रास्ट को अधिकतम करने के लिए, मेटा क्वेस्ट प्रो का उच्च पिक्सेल घनत्व डिस्प्ले विशेष स्थानीय डिमिंग तकनीक से लैस है जो 500 से अधिक व्यक्तिगत एलईडी ब्लॉकों को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित कर सकता है। इसके परिणामस्वरूप 75% अधिक कंट्रास्ट होता है, जो गहरा कालापन और बहुत बेहतर देखने का अनुभव प्रदान करता है।

इसके अतिरिक्त, मेटा क्वेस्ट प्रो के पैनकेक ऑप्टिक्स तीन ध्रुवीकरण-फिल्म स्टैक के एक अद्वितीय डिजाइन का उपयोग करते हैं - एक डिस्प्ले पर और एक दो लेंस तत्वों में से प्रत्येक पर - भूत छवियों को कम करने के लिए, विशेष रूप से मध्य-परिधि से एफओवी के किनारे तक। यह इसके समग्र बेहतर कंट्रास्ट में भी योगदान देता है।

रंग

अंत में, वीआर हेडसेट के रंग की गुणवत्ता को रंग सरगम ​​और रंग सटीकता द्वारा मापा जाता है। रंग सरगम ​​एक स्पेक्ट्रम के भीतर रंगों की श्रृंखला है जिसे समग्र प्रणाली द्वारा पुन: प्रस्तुत किया जा सकता है। रंग सटीकता दृश्य प्रणाली की इच्छानुसार रंगों और रंगों को पुन: पेश करने की क्षमता को संदर्भित करती है। साथ में, वे एक जीवंत अनुभव प्रदान करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

मेटा क्वेस्ट प्रो में एक विस्तृत DCI-P3 रंग सरगम ​​है, जो मेटा क्वेस्ट 1.3 का 2 गुना है। हमने दो आंखों में रंग सटीकता और चमक असमानता सुनिश्चित करने के लिए मेटा क्वेस्ट प्रो में उन्नत रंग अंशांकन तकनीक भी विकसित की है। समृद्ध और जीवंत रंगों के साथ, मेटा क्वेस्ट प्रो पूरे दृश्य क्षेत्र में प्रीमियम दृश्य स्पष्टता प्रदान करने में सक्षम है।

ऑप्टिकल स्टैक को छोटा करना

मेटा क्वेस्ट प्रो में दो-तत्व लेंस और कार्यात्मक ऑप्टिकल फिल्मों की 10+ परतें हैं। मूल अवधारणा को रियलिटी लैब्स रिसर्च द्वारा लगभग दो वर्षों के दौरान विकसित किया गया था, और यह वीआर में अनुसंधान से उत्पाद तक अत्यधिक सफल हार्डवेयर तकनीकी हस्तांतरण का प्रतिनिधित्व करता है। हालाँकि, पैनकेक लेंस और ध्रुवीकरण प्रकाशिकी को डिजाइन करने के लिए और अधिक काम किया जाना था जो उत्पाद में काम करेगा - एक प्रक्रिया जिसमें लगभग चार साल लग गए, जिसमें एक वर्ष से अधिक समय भी शामिल था जिसके दौरान उत्पाद और अनुसंधान टीमों ने यह सुनिश्चित करने के लिए एक एकीकृत टीम के रूप में काम किया। एक सफल और कुशल स्थानांतरण.

जबकि हमारी शोध टीमें टाइम मशीन-प्रोटोटाइप बनाने में सक्षम हैं जो दिखाती हैं कि भविष्य में पांच से 10 साल या उससे अधिक समय तक क्या संभव हो सकता है, लागत, वजन और अधिक जैसी बाधाओं के संबंध में-हमारी उत्पाद टीमों को एक व्यवहार्य डिजाइन प्रदान करना चाहिए जो कर सकता है पैमाने पर उत्पादन किया जाए। ऑफ-द-शेल्फ उत्पादों से दूर, उत्पाद टीम ने वास्तव में अद्वितीय लेंस और ध्रुवीकरण ढेर तैयार किए। जबकि पैनकेक लेंस और ध्रुवीकरण प्रकाशिकी अपने आप में कोई नई बात नहीं है, वीआर के लिए उनका आवेदन बड़े पैमाने पर उत्पादीकरण में अनूठी चुनौतियों का सामना करता है। ऐसा कोई निर्माता नहीं था जिसने भागों को बनाया हो, जिसके लिए अविश्वसनीय रूप से सटीक लेंस और ध्रुवीकरण फिल्म निर्माण और एकीकरण की आवश्यकता होती है, इसलिए हमारी उत्पाद टीमों को वर्षों से उद्योग के साथ मिलकर काम करना पड़ा ताकि आपूर्ति श्रृंखला को खरोंच से बनाया जा सके और उनकी स्थिति को आगे बढ़ाया जा सके। कला निर्माण क्षमताओं। हम मेटा क्वेस्ट प्रो जैसे छोटे ऑप्टिकल स्टैक और पैनकेक ऑप्टिक्स बनाने के लिए टियर 1 औद्योगिक साझेदारों के साथ काम करने वाले पहले लोगों में से थे—और हमने इसे बड़े पैमाने पर किया।

सभी ने बताया, मेटा के पास वर्तमान में ऑप्टिकल प्रौद्योगिकियों से संबंधित 350+ पेटेंट हैं, जिनमें दृश्य प्रदर्शन को अनुकूलित करते हुए आकार को कम करने पर ध्यान केंद्रित किया गया है।

यह सब ऊपर जोड़ना

जब आप इस सभी नवाचार और प्रौद्योगिकी को एक ही उपभोक्ता डिवाइस में जोड़ते हैं, तो आपको एक विज़ुअल सिस्टम के साथ एक वीआर हेडसेट मिलता है जो तेज टेक्स्ट, स्पष्ट दृश्य, अधिक जीवंत रंग और समग्र रूप से अधिक आरामदायक अनुभव की अनुमति देता है - चाहे आप ईमेल पढ़ रहे हों आपकी डेस्क में तल्लीन, में एक भौतिकी खेल बनाना अंजीर XR, या दोस्तों के साथ राक्षसों से लड़ना डेमियो.

यह एक सिस्टम ऑप्टिमाइज़ेशन डिज़ाइन चुनौती है - हमारी उत्पाद टीमों को केवल व्यक्तिगत घटकों पर ध्यान केंद्रित करने के बजाय, वीआर विज़ुअल सिस्टम को समग्र रूप से लेने की आवश्यकता है। दिन के अंत में, हमारा लक्ष्य समग्र उपयोगकर्ता अनुभव को अधिकतम करना है। यह सही नहीं हो सकता है, लेकिन हमने जो समझौता किया है उसका उद्देश्य सर्वोत्तम संभव दृश्य अनुभव को संरक्षित करना है। और यह सिर्फ शुरुआत है। जैसे-जैसे हमारी अनंत डिस्प्ले तकनीक में सुधार जारी है और हम मेटा क्वेस्ट प्रो के इनोवेटिव पैनकेक लेंस और ध्रुवीकरण ऑप्टिक्स को और भी उच्च-रिज़ॉल्यूशन डिस्प्ले के साथ संयोजित करने में सक्षम हैं, हमें दृश्य गुणवत्ता में महत्वपूर्ण छलांग देखनी चाहिए - जैसा कि पीपीडी और उससे आगे मापा जाता है।

*यहां एमटीएफ 5 एलपी/मिमी (लाइन जोड़े प्रति मिलीमीटर) पर मापा जाता है।