Великі технологічні компанії прагнуть порадувати нас появою метаверс, але сьогоднішній віртуальна реальність обладнання ще далеко від досягнення своїх амбітних цілей. Однією з найбільших проблем є створення кращих дисплеїв із набагато більшою кількістю пікселів на дюйм, але кажуть експерти нові матеріали та дизайни на шляху.
Кремнієва долина робить ставку на мільярди доларів internet скоро зазнає його найбільша зміна з моменту появи смартфона. Вважається, що незабаром більшість людей отримають доступ до web через гарнітуру, яка переносить нас у віртуальні світи а не натисканням на сенсорний екран.
Сьогодні ж віртуальна та доповнена реальність він має все ще досить рудиментарний. Хоча такі компанії, як Meta, Microsoft, Google і Magic Leap, уже продають гарнітури віртуальної та доповненої реальності, наразі вони знайшли обмежені випадки використання, і досвід, який вони пропонують, все ще не відповідає стандартам високої чіткості, яких ми звикли очікувати. від цифрових розваг.
Одним із найбільших обмежень є сучасна технологія відображення. У гарнітурі віртуальної реальності екрани розташовані лише на кілька сантиметрів перед нашими очима, тому їм потрібно розмістити величезну кількість пікселів у дуже малому просторі, щоб наблизитися до чіткості, яку можна очікувати від останнього телевізора 4K.
Це неможливо з сучасними дисплеями, але в перспективний опублікований минулого тижня in наука, кажуть дослідники з Samsung і Стенфордського університету що нові технології незабаром можуть наблизити нас до теоретичної межі щільності пікселів, відкривши нові потужні гарнітури VR.
Зусилля щодо підвищення продуктивності дисплеїв ускладнюються тим, що це безпосередньо конкурує з іншою важливою метою: створення вони менші, дешевші та енергоефективніші. Сучасні пристрої громіздкі та громіздкі, що обмежує кількість часу, протягом якого їх можна носити, і контекст, у якому їх можна використовувати.
Головною причиною, чому гарнітури сьогодні такі великі, є набір оптичних елементів, які вони мають, і необхідність зберігати достатній простір між ними та дисплеями для належного фокусування світла. У той час як нові компактні конструкції лінз і використання метаповерхні— наноструктуровані плівки з унікальними оптичними властивостями — дозволили деяку мініатюризацію в цій області, кажуть автори, це, ймовірно, досягає своєї межі.
Нові конструкції, такі як голографічні лінзи та «млинцеві лінзи», які передбачають відбивання світла між різними шматками пластику чи скла, можуть допомогти зменшити відстань від лінзи до дисплея у два-три рази. Але кожна з цих взаємодій зменшує яскравість зображень, що потрібно компенсувати більш потужними та ефективними дисплеями.
Кращі дисплеї також потрібні для вирішення іншого важливого обмеження сучасних пристроїв: роздільної здатності. UlТелевізійні дисплеї tra-HD можуть досягати щільності пікселів близько 200 пікселів на градус (PPD) на відстані приблизно 10 футів, що значно перевищує приблизно 60 PPD, які може розрізнити людське око. Але оскільки VR-дисплеї знаходяться щонайбільше в дюймі або двох від очей глядача, вони можуть досягати лише близько 15 PPD.
Щоб відповідати межам роздільної здатності людського ока, VR Дисплеї повинні втиснути від 7,000 10,000 до 460 XNUMX пікселів на кожен дюйм дисплея, кажуть автори. Для контексту, найновіші екрани смартфонів мають лише близько XNUMX пікселів на дюйм.
Незважаючи на розмір цього розриву, вже є чіткі шляхи його усунення. Зараз більшість гарнітур VR використовують окремі червоні, зелені та сині органічні світлодіоди (OLED), які важко зробити більш компактними через процес їх виробництва. Але альтернативний підхід, який додає кольорові фільтри до білих OLED, може дозволити досягти 60 PPD.
Покладання на фільтрування має свої проблеми, оскільки воно знижує ефективність джерела світла, що призводить до зниження яскравості або більшого енергоспоживання. Але експериментальний дизайн OLED, відомий як «мета-OLED», може отримати aЗавершіть цей компроміс, об’єднавши джерело світла з дзеркалами з наноматеріалами, які використовують явище резонансу для випромінювання світла лише з певною частотою.
Meta-OLEDS може потенційно досягти щільності пікселів понад 10,000 XNUMX PPD, наближаючись до фізичних меж, встановлених довжиною хвилі світла. Вони також могли б бути ефективнішими та мати кращу чіткість кольорів порівняно з попередніми поколіннями. Однак, незважаючи на великий інтерес з боку компаній, що займаються технологіями дисплеїв, ця технологія все ще тільки зароджується і, швидше за все, ще далеко від комерціалізації.
Найвірогіднішою найближчою інновацією в дисплеях, кажуть автори, є та, яка використовує особливості людської біології. Око здатне розрізняти лише 60 PPD у центральній частині сітківки, відомої як фовеа, зі значно нижчою чутливістю oп периферії.
Якщо рухи очей можна точно відстежувати, то вам потрібно лише відтворити найвищу чіткість у певній частині дисплея, на яку дивиться користувач. Хоча необхідні вдосконалення відстеження очей і голови додають додаткової складності дизайну, автори кажуть, що це, ймовірно, інновація, яка станеться якнайшвидше.
Важливо пам’ятати, що існує безліч питання крім кращих дисплеїв, які потрібно буде вирішити, якщо VR має намір широко комерціалізувати. Зокрема, живлення цих гарнітур викликає складні проблеми щодо ємності акумулятора та здатності розсіювати тепло від бортової електроніки.
Крім того, технології відображення, які обговорювали дослідники, в першу чергу стосуються VR, а не AR, чиї гарнітури, ймовірно, покладаються на зовсім іншу оптичну технологію, яка не закриває погляд користувача на реальний світ. У будь-якому випадку, здається, хоча до більш захоплюючого віртуального досвіду, ймовірно, ще далеко, дорожня карта, яка допоможе нам туди дістатися, вже готова.
Зображення Фото: Гаррі Куан / Unsplash
