VR に関しては、百聞は一見に如かずです。サウンドと触覚はどちらも重要な役割を果たしますが、ほとんどの人にとって、決定的なのはビジュアルです。そして、美しくレンダリングされたローポリアートは、超現実的な環境と同じくらい息をのむようなものになります。リアリズムに浸っているか、完全に抽象化されているか、あるいはその中間であるかに関係なく、視覚的に素晴らしい仮想世界に完全に包まれることほど素晴らしいことはありません。
しかし、VR はまだ新興テクノロジーであり、その視覚体験の作成に何が必要か、またヘッドセット内に表示されるものを生成するために連携する必要がある複雑なテクノロジーについては、あまり共通の理解がありません。また、今日の VR のビジュアル品質の定義方法には、業界全体でいくつかの一貫性がありません。
ビジュアル品質について考えるとき、多くの人は、携帯電話やテレビなどの 2D ディスプレイについて考えるために従来使用してきたのと同じ原則と基準を適用します。しかし、VR は他の消費者向けデバイスとは大きく異なります。 VR ユーザーは、遠く離れた大きな画面を見るのではなく、目にはるかに近く、光学スタック内のレンズのセットによって拡大された小さな画面を見ています。それはカメラのレンズを通してテレビを見るようなものです。何が見えるかは、画面の解像度だけでなく、倍率や鮮明さなどのレンズの光学特性によっても決まります。
また、テレビや携帯電話とは異なり、ディスプレイは基本的に頭を動かすと追従します。また、ディスプレイは目に非常に近いため、広範囲を注視できるため、光学系は視野角全体にわたって一貫した幾何学的および光学的性能を提供する必要があります。高品質の視覚体験を提供します。これは、将来の VR での視覚パフォーマンスとエクスペリエンスに関して、視線追跡テクノロジーが果たす役割がますます重要になることを示しています。
私たちは、業界が全体像をよりよく示す VR 固有のパフォーマンス指標に基づいて調整する必要があると考えています。ディスプレイの解像度だけに焦点を当てるのではなく、VR ヘッドセット内のシステムとしてディスプレイと光学系がどのように連携するかを考慮する必要があります。 VR の視覚的な鮮明さは多くの要因によって決まります。その中で最も重要なものは、システム解像度 (1 度あたりのピクセル数 (PPD) で測定)、シャープネス (レンズの変調伝達関数 (MTF) で測定)、コントラスト比、および色です。 。この投稿では、4 つすべてについて詳しく説明し、それらが Meta Quest Pro に新たに導入された Infinite Display 光学スタックとどのように関連するかを見ていきます。
システム解像度
VR ヘッドセットの品質を考えるとき、ディスプレイの解像度だけに注目してしまいがちです。それは、2D ディスプレイを判断する基準となるためです。しかしその代わりに、光学システム全体の解像度を評価する必要があります。これは PPD で測定され、ディスプレイと光学系が連携して動作することを考慮した複合指標です。角度測定である PPD は、視野 (FOV) の 1° 以内に詰め込まれたピクセルの数を測定します。 PPD が高いほど、VR ヘッドセットのシステム解像度が高くなります。
当社は、質の高いエクスペリエンスを保証するために、VR ヘッドセットの設計と製造において PPD を注意深く検討しています。また、Meta Quest Pro のディスプレイのピクセル密度の向上と、その後のヘッドセットのパンケーキ光学系による拡大のおかげで、Meta Quest Pro (22 PPD) のシステム全体の解像度を Meta Quest 10 (2 PPD) と比較して 20% 高めることができました。 。これは現在市場にある VR ヘッドセットの中で最も高い PPD ではありませんが、高品質の VR および複合現実対応ヘッドセットを大規模に発売する上で重要なマイルストーンです。
そして私たちはこれをさらに推し進めるために投資を行っています。 Reality Labs Research のディスプレイ システム研究チームは最近、 バタースコッチのプロトタイプこれは、視野を Meta Quest 2 の約半分に制限し、新しいタイプのハイブリッド レンズを備えた 3K LCD パネルを使用して、システム全体の解像度 55 PPD を達成します。これは網膜解像度に近づきます (一般に約 60 PPD と考えられています)。視力検査表で 20/20 の線を描くのに十分です)、新しい業界標準への道を開く可能性があります。 Butterscotch は将来の製品にはならない可能性のある技術構成を備えた研究プロトタイプですが、当社は製品ロードマップで網膜解像度を達成するために、高密度ディスプレイと高解像度光学システムを並行して開発しています。
鋭さ
PPD は光学システムのコンポーネントを考慮してシステム全体の解像度のベースラインを設定しますが、VR の視覚的な鮮明さに関する今日の議論では十分な注目を集めていないもう 1 つの重要な指標があります。それはシャープネスです。
解像度とコントラストを組み合わせた MTF によって測定されるシャープネスは、光学システムによってどの程度の細部を再現できるかを決定します。 MTF が高いほど、画像の詳細がより細かくなります。 VR ディスプレイはレンズを通して見るため、レンズによって拡大されるため、私たちのチームはレンズによって引き起こされるアーティファクトを回避するために光学部品の設計と製造を最適化する必要があります。テレビのような平面 2D ディスプレイでは、鮮明さが均一であることを認識することも重要です。 VR ではそうではありません。レンズの中心と端ではさまざまな程度の鮮明度が得られます。したがって、目標は中心と周辺の両方でより高い MTF を達成することです。
Meta Quest Pro では、中心のシャープネスは 0.98、エッジのシャープネスは 0.85* で、Meta Quest 25 と比較してそれぞれ 50% と 2% 向上しています。
コントラスト
コントラスト比は、表示光学系が生成できる最も明るい白と最も暗い黒の輝度の比です。比率が高いほど、コントラストが良くなります。
コントラストを最大化するために、Meta Quest Pro の高ピクセル密度ディスプレイには、500 を超える個別の LED ブロックを個別に制御できる特殊なローカル ディミング テクノロジーが装備されています。これにより、コントラストが 75% 向上し、より深い黒とより優れた視聴体験が得られます。
さらに、Meta Quest Pro のパンケーキ光学系は、3 つの偏光フィルム スタック (ディスプレイに 1 つ、2 つのレンズ要素にそれぞれ 1 つ) の独自の設計を使用して、特に FOV の中央周辺から端までのゴースト イメージを最小限に抑えます。これは全体的なコントラストの向上にも貢献します。
色
最後に、VR ヘッドセットの色の品質は、色域と色の精度によって測定されます。色域とは、システム全体で再現できるスペクトル内の色の範囲です。色の精度とは、意図したとおりに色と色合いを再現する視覚システムの能力を指します。これらを組み合わせることで、本物のような臨場感あふれる体験を提供することができます。
Meta Quest Pro は、Meta Quest 3 の 1.3 倍である広い DCI-P2 色域を備えています。また、Meta Quest Pro で高度な色調整テクノロジーを開発し、両目の色の精度と明るさの差異を確保しました。豊かで鮮やかな色を備えた Meta Quest Pro は、全視野にわたって最高の視覚的鮮明さを提供できます。
光スタックの短縮
Meta Quest Pro は、10 枚構成のレンズと XNUMX 層以上の機能性光学フィルムを備えています。オリジナルのコンセプトは、Reality Labs Research によって約 XNUMX 年間かけて開発され、VR における研究から製品へのハードウェア技術移転が大成功を収めたことを表しています。しかし、製品で機能するパンケーキ レンズと偏光光学系を設計するには、さらにやるべき作業があり、そのプロセスにはおよそ XNUMX 年かかりました。そのうちの XNUMX 年以上は、製品チームと研究チームが単一の統合チームとして作業して、成功した効率的な転送。
私たちの研究チームは、コストや重量などの制約に関係なく、10 年から 1 年、あるいはそれ以上先に何が可能になるかを示すプロトタイプであるタイム マシンを構築することができますが、製品チームは実行可能な設計を提供する必要があります。大規模に生産されます。 製品チームは、既製の製品とはかけ離れた、真にユニークなレンズと偏光スタックを設計しました。 パンケーキ レンズと偏光光学自体は目新しいものではありませんが、それらを VR に応用すると、大規模な製品化に特有の課題が生じます。 信じられないほど精密なレンズと偏光フィルムの製造と統合を必要とする部品を製造するメーカーがなかったため、当社の製品チームは何年にもわたって業界と緊密に協力して、サプライチェーンをゼロから作成し、その状態を改善する必要がありました。 -アート製造能力。 私たちは、ティア XNUMX 産業パートナーと協力して、Meta Quest Pro のような短縮された光学スタックとパンケーキ オプティクスを作成した最初の企業の XNUMX つであり、それを大規模に行いました。
全体として、メタは現在、視覚的パフォーマンスを最適化しながらサイズを最小化することに重点を置いたものを含む、光学技術に関連する 350 以上の特許を保有しています。
すべてを追加する
このイノベーションとテクノロジーをすべて 1 つの消費者向けデバイスに組み合わせると、より鮮明なテキスト、より鮮明なビジュアル、より鮮やかな色、そしてメールを読んでいるときでも全体的により快適なエクスペリエンスを可能にするビジュアル システムを備えた VR ヘッドセットが得られます。あなたのデスク 没頭で物理ゲームを作成します。 フィグミンXR、または友達と一緒にモンスターと戦ったり、 デメオ.
これはシステム最適化設計の課題であり、製品チームは個々のコンポーネントだけに焦点を当てるのではなく、VR ビジュアル システム全体を考慮する必要があります。結局のところ、私たちの目標は総合的なユーザー エクスペリエンスを最大化することです。完璧ではないかもしれませんが、私たちが行ったトレードオフは、可能な限り最高の視覚体験を維持することを目的としています。そしてこれはほんの始まりにすぎません。当社の Infinite Display テクノロジーが向上し続け、Meta Quest Pro の革新的なパンケーキ レンズと偏光光学系をさらに高解像度のディスプレイと組み合わせることができるようになると、PPD などで測定される視覚的な品質が大幅に向上するはずです。
*ここでの MTF は 5 lp/mm (XNUMX ミリメートルあたりのラインペア) で測定されます。
