Meta Building 'Mirror Lake' kompakt varifokalt koncept med 'Holocake'-linser

Meta bygger ett prototypheadset som heter "Mirror Lake" för att bevisa "nästan alla avancerade visuella teknologier som vi har inkuberat under de senaste sju åren" i en kompakt formfaktor.

Mirror Lake har ännu inte byggts in i en fullt fungerande enhet – det är fortfarande bara ett koncept som man aktivt arbetar med. Chefsforskare vid Metas Reality Labs-avdelning Michael Abrash sa att Mirror Lake "visar hur ett komplett nästa generations displaysystem kan se ut". Tillbaka 2019 Abrash meddelade Facebook byggde en "äkta nästa generations konceptprototyp" VR-headset, men det är oklart vad som hände med den idén.

Konceptet är designat för att uppnå en "skidglasögonliknande formfaktor" med vad Meta kallar Holocake-linser, samtidigt som den innehåller avancerad ögonspårning, variabel fokus, omvänd passthrough och stöd för fastsättning av receptbelagda linser "för att eliminera behovet av glasögon".

För att vara tydlig är Mirror Lake inte en produkt. Metas vd Mark Zuckerberg föreslog att tekniken som den bevisar kunde ses i produkter "under andra halvan av decenniet".

Varifokal

Alla nuvarande VR-headset, utanför labbprototyper, har linser med fast fokus. Varje öga får en separat bild, men bilderna fokuseras på ett fast avstånd. Dina ögon kommer att peka (konvergera eller divergera) mot det virtuella objektet du tittar på, men kan inte fokusera (rymma) ordentligt på detta avstånd. Detta kallas vergens-boende-konflikten. Det orsakar ansträngda ögon och kan få virtuella objekt att se suddiga ut på nära håll.

På sin F8-konferens 2018 Facebook visade upp ett prototypheadset som heter Half Dome, som inkluderade ögonspårning för att mekaniskt flytta skärmarna framåt eller bakåt för att justera fokus. Half Dome löste problemet Vergens-boendekonflikt men det mekaniska tillvägagångssättet skulle ge allvarliga tillförlitlighetsproblem i den verkliga världen, vilket gör det olämpligt att skickas i produkter.

På Oculus Connect 6 2019 Facebook beskrev Half Dome 2 och Half Dome 3. Half Dome 2 använde mer pålitliga ställdon och en mer kompakt (men lägre synfält) design. Half Dome 3 tog dock ett helt nytt tillvägagångssätt utan rörliga delar. Istället för att flytta displayen använder Half Dome 3 en stack of linsskikt med flytande kristaller. Att lägga en spänning på varje linsskikt ändrar dess brännvidd, så varje unik kombination av på och av resulterar i ett annat fokusavstånd. Med 6 lager finns det 64 olika möjliga fokusavstånd.

Även om Half Dome 3 är mer kompakt än sina föregångare, är den fortfarande mycket större än den formfaktor som Meta vill uppnå. Mirror Lake kommer att använda samma tillvägagångssätt som Half Dome 3 men i en betydligt mindre formfaktor, uppnådd genom användningen av "Holocake"-linser.

Holocake-linser

Populära nuvarande VR-headset inklusive Quest 2, PlayStation VR och Valve Index använder vanliga refraktiva linser, vilket kräver en relativt stor displaypanel och ett stort mellanrum mellan den och linsen. Detta gap är primära drivkraften för storleken och huvuddelen av dagens headset.

i 2015 eMagin visade en extremt kompakt prototyp HMD-design använder så kallade "pannkakslinser". Pannkakslinser använder polarisering för att "vika" den optiska banan, vilket gör den mycket kortare. Förra året HTC skickade Vive Flow, ett kompakt USB-drivet headset med pannkakslinser. Metas "high end" headset som lanseras senare i år, fortfarande bara kallat Projekt Cambria, kommer att använda pannkakslinser för att uppnå ett smalare visir än Quest 2.

Med Pancake-linser är den optiska banan tillräckligt kort för att det mesta av den återstående tjockleken är själva linsen. För att minska storleken på headset ytterligare, behöll Metas forskare samma kärnkoncept för pannkaksoptik – polarisationsbaserad optisk vikning – men ersatte den böjda linsen med "en tunn, platt holografisk lins", som bygger på forskning de visade upp 2020. Meta kallar resultatet för "Holocake"-linser. För att vara tydlig använder Meta termen "holografisk" annorlunda än vissa andra i branschen - detta är holografiskt som i holografisk film, inte en 3D-ljusfältsvisning.

Meta säger att ett "mycket tunt receptbelagt tillbehör" kan läggas till holocake-linser för dem med nedsatt syn, vilket eliminerar behovet av att bära glasögon inuti headsetet.

 

Medan Mirror Lake fortfarande är ett koncept, har Meta redan byggt ut ett fungerande prototypheadset med holocake-linser som heter Holocake 2. Meta säger att Holocake 2 är ett fullt fungerande PC VR-headset som kan spela alla PC VR-titlar. Det kallar Holocake 2 "det tunnaste och lättaste VR-headsetet vi någonsin har gjort", och dess forskare tror att ytterligare miniatyrisering är möjlig.

Holocake-linser har en viktig begränsning – de kräver specialiserade lasrar som ljuskälla. LED-bakgrundsbelysning är inte lämplig. Metas Michael Abrash noterade att lasrar ännu inte är tillgängliga till den prestanda, storlek och pris som krävs för konsumentprodukter. Att använda lasrar möjliggör dock ett mycket bredare färgomfång, hävdar Meta.

Omvänd passthrough

En vägspärr för massantagande av ogenomskinliga headset för virtuell och blandad verklighet kan vara att andra i rummet inte kan se ditt ansikte och dina ögon. Medan högkvalitativ färggenomströmning låter dig se dem, de kan inte helt se dig.

Förra året Metaforskare presenterade en prototyp av "omvänd passthrough" – ett headset med externa LCD-paneler som ger en rimlig bild av bärarens ögon. Mirror Lake kommer att vara den första helt integrerade Meta-prototypen som har omvänd passthrough.

Intressant, en rapport förra månaden från The Information hävdar att Apples kommande headset kommer att innehålla omvänd passthrough, men att lägga till skärmarna innebar tydligen att de utåtvända kamerorna måste placeras i "obekväma" positioner långt bort från där användarens ögon skulle vara, vilket gjorde utvecklingen av passthrough-omprojektionsalgoritmer svårare.

• Myntsmart. Europas bästa bitcoin- och kryptobörs.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. FRI TILLGÅNG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis provperiod.
• Källa: https://uploadvr.com/meta-mirror-lake-compact-varifocal/