Công nghệ lớn đang háo hức làm cho chúng tôi hào hứng về sự xuất hiện của metaverse, nhưng hôm nay thực tế ảo phần cứng còn lâu mới đạt được các mục tiêu đầy tham vọng của họ. Một trong những thách thức lớn nhất là xây dựng màn hình tốt hơn với nhiều pixel hơn trên mỗi inch, nhưng Các chuyên gia nói vật liệu và thiết kế mới đang trên đà phát triển.
Thung lũng Silicon đang đặt cược hàng tỷ đô la rằng internet sắp trải qua của nó sự thay đổi lớn nhất kể từ khi điện thoại thông minh ra đời. Ngay sau đó, suy nghĩ sẽ ra đi, hầu hết mọi người sẽ truy cập vào web thông qua tai nghe có thể đeo được đưa chúng ta vào Thế giới ảo thay vì chạm vào màn hình cảm ứng.
Tuy nhiên, ngày nay, thực tế ảo và thực tế tăng cường đang vẫn còn khá thô sơ. Trong khi các công ty như Meta, Microsoft, Google và Magic Leap đã bán tai nghe thực tế ảo và thực tế tăng cường, họ đã tìm thấy các trường hợp sử dụng hạn chế cho đến nay và trải nghiệm mà họ cung cấp vẫn còn thiếu so với các tiêu chuẩn độ nét cao mà chúng tôi mong đợi từ giải trí kỹ thuật số.
Một trong những hạn chế lớn nhất là công nghệ màn hình hiện tại. Trong tai nghe VR, màn hình chỉ nằm trước mắt chúng ta vài cm, vì vậy chúng cần phải đóng gói một số lượng lớn pixel vào một không gian rất nhỏ để đạt được độ nét mà bạn có thể mong đợi từ TV 4K mới nhất.
Điều đó là không thể với màn hình ngày nay, nhưng trong mộtthăm dò công bố tuần trước in Khoa học, các nhà nghiên cứu từ Samsung và Đại học Stanford cho biết rằng các công nghệ mới nổi có thể sớm đưa chúng ta đến gần giới hạn lý thuyết của mật độ điểm ảnh, mở ra các tai nghe VR mới mạnh mẽ.
Những nỗ lực để tăng hiệu suất của màn hình rất phức tạp bởi thực tế là điều này cạnh tranh trực tiếp với một mục tiêu quan trọng khác: chế tạo chúng nhỏ hơn, rẻ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn. Các thiết bị ngày nay cồng kềnh và khó sử dụng, hạn chế thời gian đeo chúng cũng như bối cảnh sử dụng chúng.
Một lý do chính khiến tai nghe ngày nay có kích thước lớn như vậy là do dãy các phần tử quang học mà chúng có và sự cần thiết phải giữ đủ không gian giữa chúng và màn hình để tập trung ánh sáng đúng cách. Trong khi các thiết kế ống kính nhỏ gọn mới và việc sử dụng siêu bề mặt- các màng không cấu trúc với các đặc tính quang học độc đáo - đã cho phép một số thu nhỏ trong lĩnh vực này, theo các tác giả, điều này có khả năng đạt đến giới hạn của nó.
Các thiết kế mới lạ như thấu kính ba chiều và “thấu kính pancake” liên quan đến ánh sáng phản xạ xung quanh giữa các mảnh nhựa hoặc thủy tinh khác nhau có thể giúp giảm khoảng cách giữa thấu kính đến màn hình từ hai đến ba. Nhưng mỗi tương tác này đều làm giảm độ sáng của hình ảnh, điều này cần được bù đắp bằng các màn hình mạnh mẽ và hiệu quả hơn.
Màn hình tốt hơn cũng cần thiết để giải quyết một hạn chế quan trọng khác của các thiết bị ngày nay: độ phân giải. UlMàn hình TV tra-HD có thể đạt được mật độ điểm ảnh khoảng 200 pixel mỗi độ (PPD) ở khoảng cách khoảng 10 feet, vượt xa khoảng 60 PPD mà mắt người có thể phân biệt. Nhưng vì màn hình VR cách mắt người xem tối đa là một hoặc hai inch nên chúng chỉ có thể đạt được khoảng 15 PPD.
Để phù hợp với giới hạn độ phân giải của mắt người, VR Các tác giả cho biết màn hình cần phải có từ 7,000 đến 10,000 pixel vào mỗi inch màn hình. Đối với ngữ cảnh, màn hình điện thoại thông minh mới nhất chỉ quản lý khoảng 460 pixel mỗi inch.
Tuy nhiên, bất chấp kích thước của khoảng cách đó, đã có những con đường rõ ràng để thu hẹp nó. Hiện tại, hầu hết các tai nghe VR đều sử dụng các điốt phát sáng hữu cơ (OLED) màu đỏ, xanh lục và xanh lam riêng biệt, rất khó để làm cho nhỏ gọn hơn do quá trình sản xuất của chúng. Nhưng một cách tiếp cận thay thế bổ sung các bộ lọc màu cho OLED trắng có thể giúp đạt được 60 PPD.
Phụ thuộc vào bộ lọc có những thách thức riêng, vì nó làm giảm hiệu quả của nguồn sáng, dẫn đến độ sáng thấp hơn hoặc tiêu thụ điện năng cao hơn. Nhưng một thiết kế OLED thử nghiệm được gọi là "meta-OLED" có thể nhận được alàm tròn sự cân bằng này bằng cách kết hợp nguồn sáng với các gương phủ nano khai thác hiện tượng cộng hưởng để chỉ phát ra ánh sáng từ một tần số cụ thể.
Meta-OLEDS có khả năng đạt được mật độ điểm ảnh hơn 10,000 PPD, đạt tới giới hạn vật lý do bước sóng ánh sáng đặt ra. Chúng cũng có thể hiệu quả hơn và cải thiện độ nét màu so với các thế hệ trước. Tuy nhiên, bất chấp sự quan tâm của các công ty công nghệ màn hình, công nghệ này vẫn còn non trẻ và có khả năng xa thương mại hóa.
Theo các tác giả, sự đổi mới có khả năng xảy ra trong thời gian ngắn về màn hình là khai thác một điểm bất thường của sinh học con người. Mắt chỉ có khả năng phân biệt 60 PPD ở vùng trung tâm của võng mạc được gọi là hố mắt, với độ nhạy thấp hơn đáng kể on vùng ngoại vi.
Nếu chuyển động của mắt có thể được theo dõi chính xác, thì bạn chỉ cần hiển thị độ nét cao nhất trong phần cụ thể của màn hình mà người dùng đang nhìn. Mặc dù những cải tiến cần thiết trong việc theo dõi mắt và đầu làm tăng thêm độ phức tạp cho các thiết kế, các tác giả cho biết đây có lẽ là sự đổi mới sẽ xảy ra sớm nhất.
Điều quan trọng cần nhớ là có rất nhiều các vấn đề không chỉ là những màn hình tốt hơn sẽ cần được giải quyết nếu VR muốn được thương mại hóa rộng rãi. Đặc biệt, việc cấp nguồn cho những chiếc tai nghe này đặt ra những thách thức phức tạp xung quanh dung lượng pin và khả năng tản nhiệt từ các thiết bị điện tử trên bo mạch.
Ngoài ra, các công nghệ hiển thị được các nhà nghiên cứu thảo luận chủ yếu liên quan đến VR chứ không phải AR, mà tai nghe của chúng có khả năng dựa trên công nghệ quang học rất khác biệt không che khuất tầm nhìn của người đeo về thế giới thực. Tuy nhiên, dù thế nào đi nữa, có vẻ như trong khi trải nghiệm ảo sống động hơn có thể vẫn còn cách xa, bản đồ con đường đưa chúng ta đến đó đã sẵn sàng.
Ảnh: Harry Quân / Unsplash
