La grande tecnologia è ansiosa di farci entusiasmare per l’arrivo del metaverso, ma di oggi realtà virtuale l'hardware è molto lontano dal raggiungere i loro obiettivi ambiziosi. Una delle sfide più grandi è costruire display migliori con molti più pixel per pollice, ma dicono gli esperti nuovi materiali e design sono in arrivo.
La Silicon Valley sta scommettendo miliardi di dollari su questo iInternet sta per subire la sua il più grande cambiamento dall’avvento dello smartphone. Presto, si pensa, la maggior parte delle persone accederà a web tramite auricolari indossabili che ci trasportano dentro mondi virtuali anziché toccando un touchscreen.
Oggi, però, realtà virtuale e aumentata sono ancora abbastanza rudimentale. Sebbene aziende come Meta, Microsoft, Google e Magic Leap stiano già vendendo visori per realtà virtuale e aumentata, finora hanno trovato casi d'uso limitati e le esperienze che offrono sono ancora ben al di sotto degli standard di alta definizione che ci aspettiamo dall'intrattenimento digitale.
Uno dei maggiori limiti è l’attuale tecnologia di visualizzazione. In un visore VR, gli schermi si trovano a pochi centimetri davanti ai nostri occhi, quindi devono racchiudere un numero enorme di pixel in uno spazio molto piccolo per avvicinarsi alla definizione che potresti aspettarti dall'ultima TV 4K.
Ciò è impossibile con i display di oggi, ma in perspective pubblicato la settimana scorsa in Scienze, affermano i ricercatori della Samsung e della Stanford University che le tecnologie emergenti potrebbero presto portarci vicino al limite teorico della densità dei pixel, inaugurando nuovi e potenti visori VR.
Gli sforzi per aumentare le prestazioni dei display sono complicati dal fatto che questo compete direttamente con un altro obiettivo cruciale: fabbricazione renderli più piccoli, più economici e più efficienti dal punto di vista energetico. I dispositivi di oggi sono ingombranti e poco maneggevoli, il che limita il tempo in cui possono essere indossati e il contesto in cui possono essere utilizzati.
Uno dei motivi principali per cui le cuffie sono oggi così grandi è la gamma di elementi ottici che presentano e la necessità di mantenere uno spazio sufficiente tra loro e i display per focalizzare correttamente la luce. Mentre i nuovi design delle lenti compatte e l'uso di metasuperfici- pellicole nanostrutturate con proprietà ottiche uniche - hanno consentito una certa miniaturizzazione in questo settore, affermano gli autori, ma probabilmente sta raggiungendo i suoi limiti.
Nuovi design come lenti olografiche e “lenti pancake” che implicano il rimbalzo della luce tra diversi pezzi di plastica o vetro potrebbero aiutare a ridurre la distanza tra lente e display di un fattore da due a tre. Ma ciascuna di queste interazioni riduce la luminosità delle immagini, che deve essere compensata da display più potenti ed efficienti.
Sono inoltre necessari display migliori per risolvere un’altra importante limitazione dei dispositivi odierni: la risoluzione. UlI display TV tra-HD possono raggiungere densità di pixel di circa 200 pixel per grado (PPD) a distanze di circa 10 piedi, di gran lunga superiori ai circa 60 PPD che l'occhio umano può distinguere. Ma poiché i display VR si trovano al massimo a uno o due pollici dagli occhi dello spettatore, possono raggiungere solo circa 15 PPD.
Per soddisfare i limiti di risoluzione dell'occhio umano, VR i display devono contenere tra 7,000 e 10,000 pixel in ogni pollice di display, affermano gli autori. Per contestualizzare, gli schermi degli smartphone più recenti gestiscono solo circa 460 pixel per pollice.
Nonostante l’entità di questo divario, però, esistono già percorsi chiari per colmarlo. Al momento, la maggior parte dei visori VR utilizza diodi organici a emissione di luce (OLED) rossi, verdi e blu separati, che sono difficili da rendere più compatti a causa del loro processo di produzione. Ma un approccio alternativo che aggiunga filtri colorati agli OLED bianchi potrebbe consentire di raggiungere 60 PPD.
Affidarsi al filtraggio presenta le sue sfide, poiché riduce l’efficienza della sorgente luminosa, con conseguente minore luminosità o maggiore consumo energetico. Ma un design OLED sperimentale noto come “meta-OLED” potrebbe funzionare aaggirare questo compromesso combinando la sorgente luminosa con specchi nanostrutturati che sfruttano il fenomeno della risonanza per emettere luce solo da una particolare frequenza.
Meta-OLEDS potrebbe potenzialmente raggiungere densità di pixel superiori a 10,000 PPD, avvicinandosi ai limiti fisici fissati dalla lunghezza d’onda della luce. Potrebbero anche essere più efficienti e avere una migliore definizione del colore rispetto alle generazioni precedenti. Tuttavia, nonostante il vivo interesse da parte delle aziende produttrici di tecnologie di visualizzazione, la tecnologia è ancora in fase nascente e probabilmente ancora più lontana dalla commercializzazione.
L’innovazione più probabile a breve termine nei display, dicono gli autori, è quella che sfrutta una stranezza della biologia umana. L'occhio è in grado di distinguere solo 60 PPD nella regione centrale della retina conosciuta come fovea, con una sensibilità notevolmente inferiore on la periferia.
Se i movimenti oculari possono essere tracciati con precisione, è sufficiente riprodurre la massima definizione solo nella particolare sezione del display che l'utente sta guardando. Sebbene i miglioramenti richiesti nel tracciamento degli occhi e della testa aggiungano ulteriore complessità ai progetti, gli autori affermano che questa è probabilmente l’innovazione che lo farà accadere al più presto.
È importante ricordare che ce ne sono molti sicurezza altro che display migliori che dovranno essere risolti se si vuole che la realtà virtuale diventi ampiamente commercializzata. In particolare, l’alimentazione di queste cuffie solleva sfide complicate relative alla capacità della batteria e alla capacità di dissipare il calore dall’elettronica di bordo.
Inoltre, le tecnologie di visualizzazione discusse dai ricercatori sono rilevanti principalmente per la realtà virtuale e non per la realtà aumentata, i cui visori probabilmente si basano su una tecnologia ottica molto diversa che non oscura la visione del mondo reale da parte di chi li indossa. In ogni caso, sembra che, sebbene le esperienze virtuali più coinvolgenti siano probabilmente ancora lontane, la tabella di marcia per arrivarci è ben delineata.
Immagine di credito: Harry Quan / Unsplash
