Home Technik Wie holographische Technologie VR-Displays auf die Größe einer Sonnenbrille verkleinert

Wie holographische Technologie VR-Displays auf die Größe einer Sonnenbrille verkleinert

Bei allen Fortschritten in der Virtual-Reality-Technologie in den letzten Jahren ist die Größe und das relative Unbehagen des aktuellen Headset-Designs ein wesentlicher Faktor, der den Platz immer noch zurückhält. Selbst die kompaktesten und komfortabelsten VR-Headsets ähneln heute noch einer Kreuzung zwischen Skibrille und Motorradhelm, für die massive Kopfbänder erforderlich sind, um ein schweres Display zu gewährleisten, das mehrere Zentimeter vom Gesicht entfernt ist. Referenzdesigns für VR-Displays im “Brillen” -Stil helfen ein wenig, aber sie sehen immer noch aus wie Cola-Flaschen-Brillen von einem Steampunk-Cosplay-Event (und bieten zusätzlich ein begrenztes Sichtfeld).

Jetzt verwenden Forscher der Facebook Reality Labs einen holographischen Film, um einen VR-Display-Prototyp zu erstellen, der weniger wie eine Skibrille als vielmehr wie eine leichte Sonnenbrille aussieht. Mit einer Gesamtdicke von weniger als 9 mm – und ohne wesentliche Kompromisse beim Sichtfeld oder der Auflösung – könnten diese Displays eines Tages die heutigen sperrigen VR-Headset-Designs völlig überflüssig machen.

In dem neu veröffentlichten ACM Siggraph-Artikel Holographic Optics for Thin and Lightweight Virtual Reality beschreiben die Forscher Andrew Maimone und Junren Wang die Optik ihres leichten Prototyps. Der Schlüssel zur Dünnheit ist eine Reihe flacher, polarisierter Filme, die eine Lichtfaltungstechnik mit “Pfannkuchenoptik” verwenden, um das angezeigte Bild auf kleinem Raum mehrmals zu reflektieren.

Dieses Design erweitert effektiv die scheinbare Brennweite des Bildes (was für den Augenkomfort des Benutzers von entscheidender Bedeutung ist), ohne dass ein großer physischer Raum für den Lichtdurchgang erforderlich ist. Holographische Filme, die zum Fokussieren des Bildes auf das Auge verwendet werden, machen auch die Art von sperrigen Brechungslinsensystemen überflüssig, die in aktuellen Headsets zu finden sind.

Wie sieht es aus?

Trotz der geringen Dicke kann das Prototyp-Display beim Testen ein horizontales Sichtfeld von etwa 90 Grad bieten. Dies ist eine große Verbesserung gegenüber Dünnschicht-AR-Displays wie Hololens oder Magic Leap von Microsoft und vergleichbar mit VR-Headsets wie Oculus Rift und Quest (jedoch weniger als High-End-Headsets wie HTC Vive und Valve Index).

Da das Prototyp-Display von Facebook Laser anstelle von LCDs verwendet, um ein Bild zu erstellen, ist es schwierig, eine herkömmliche pixelbasierte Auflösungsmessung durchzuführen. Die Auflösung des Displays variiert, wenn Sie sich weiter vom Zentrum entfernen. Dies wird von den Forschern als “signifikante Geisterbilder” bezeichnet, sobald Sie sich außerhalb eines zentralen 60-Grad-Sichtfelds befinden.

Die Forscher sagen jedoch, dass die Bilder in der Mitte ihres Prototyp-Displays Details klar definieren können, die nur geringfügig größer als eine Bogenminute in scheinbarer Größe sind. Dies nähert sich den Grenzen des menschlichen Sehens von 20/20, einem Detaillierungsgrad, der bei einem herkömmlichen LCD-Headset lächerliche Pixeldichten erfordern würde.

Eine kommende Revolution?

Obwohl hier viel Potenzial vorhanden ist, gibt es auch bei den aktuellen Prototypen für holographische Displays viele Einschränkungen. Zum einen zeigt das aktuelle Modell Inhalte nur in mehreren Grüntönen an, wodurch ein Effekt erzeugt wird, der den rot getönten 3D-Bildern von Nintendos ausgefallenem Virtual Boy ähnelt (Sie können ein Video dieser grün getönten Anzeige in Aktion in dieser Facebook-Studie sehen Blogeintrag).

Um Vollfarbbilder in diesem Formfaktor zu erhalten, müssen auch rote und blaue Laser integriert und überlagert werden, was einige sorgfältige Entwurfs- und Konstruktionsarbeiten erfordert. Auf der positiven Seite sollten diese Laser jedoch theoretisch in der Lage sein, einen breiteren Farbumfang als die üblichen sRGB-LCD-Displays in aktuellen VR-Headsets bereitzustellen.

Die aktuellen holographischen Prototypen entladen auch alles außer einem einzigen Monokular-Display vom Rahmen der “Sonnenbrille” weg, um zusätzliche Masse zu vermeiden. Wie die Forscher bemerken, “würde ein wirklich tragbares und praktisches Display ein Paar Anzeigemodule, eine Computerplattform, Batterien, Positions-Tracker und alle externen Komponenten in einen sonnenbrillenartigen Rahmen integrieren.”

Alles in allem klingt der hier diskutierte Prototyp nach einer revolutionären und insgesamt realisierbaren neuen Richtung für zukünftige VR-Displays – eine, die die virtuelle Realität aus den signifikanten Grenzen ihres derzeit unangenehmen Formfaktors herausbrechen könnte. Wir sind zwar weit davon entfernt, dass diese Art von Technologie jemals auf Produkte auf Verbraucherebene gelangt, aber es ist schön zu sehen, dass Oculus-Besitzer Facebook den Stand der Technik für VR-Displays vorantreibt.

Listing Bild von Facebook Research

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