ЛЕНТА

Facebook показала прототип плоских VR-очков с голографическим экраном

Andrew Maimone, Junren Wang / SIGGRAPH 2020

Разработчики из исследовательского подразделения Facebook представили прототип VR-очков с плоскими экранами. В них вместо обычных линз для фокусировки изображения используется голографическая многослойная пленка. В текущем виде прототип, выполненный в форме и размере солнечных очков, работает с внешним лазерным излучателем и показывает монохромные изображения, но инженеры уже создали более массивные экраны со схожей конструкцией, работающие в цветном режиме. Статья о разработке будет представлена на конференции SIGGRAPH 2020, также авторы рассказали о ней в блоге компании.

Практически все серийные VR-шлемы похожи друг на друга — это большие блоки, которые прикладываются к глазам и носу, и закрепляются на голове. Они имеют большой размер и носить их бывает неудобно, потому что центр тяжести смещен вперед от лица. Причина этого кроется в классической оптической схеме с экраном и толстой линзой, удаленной от экрана, чтобы фокусировать изображение в глаз. Для решения этой проблемы инженерам приходится изобретать альтернативные оптические схемы. Например, недавно разработчики из Intel показали прототип компактного VR-шлема с полем зрения 180 градусов по горизонтали. Такого результата удалось достичь, заменив обычные линзы на массив микролинз.

Эндрю Мэймон (Andrew Maimone) и Цзюнь Жэнь Ван (Junren Wang) из Facebook Reality Labs представили прототип VR-очков с рекордно компактной оптической конструкцией, толщина которой составляет 8,9 миллиметра. В разработке есть два основных новых элемента, которые позволили достичь таких характеристик.

Сравнение обычной схемы с предложенной авторами статьи

Facebook Reality Labs

Поделиться

Первый из них — это оптическая схема, позволяющая значительно укоротить расстояние от дисплея до внешнего слоя оптической системы. В ней используется несколько голографических пленок. Сначала свет с дисплея проходит через круговой поляризатор, затем на светоделитель, который пропускает половину света и отражает другую половину к дисплею. Половина, прошедшая через светоделитель, сначала отражается на выходном слое, который представляет собой отражающий поляризатор, затем снова отражается от светоделителя и теряет половину интенсивности, и на втором взаимодействии с внешним поляризатором проходит через него и направляется к глазу пользователя. Все эти отражения приводят к тому, что исходный луч от дисплея выходит из оптической системы ближе к ее центру, чем если бы использовалась обычная одинарная линза.

Схема оптической системы, позволяющая уменьшить расстояние между дисплеем и внешней линзой

Andrew Maimone, Junren Wang / SIGGRAPH 2020

Поделиться

Голографические элементы имеют недостаток: они гораздо сильнее обычных линз рассеивают свет, то есть по-разному преломляют его в зависимости от длины волны. В случае, когда в оптической системе свет несколько раз отражается и проходит через несколько голографических пластин, это приводит к заметным визуальным артефактам, неприемлемым в шлеме виртуальной реальности. Эту проблему можно почти полностью устранить, если использовать монохроматическое излучение от лазера. Но в таком случае излучение от необходимо отражать на жидкокристаллическую панель дисплея, используя большую оптическую систему.

Мэймон и Ван решили эту проблему, также используя голографическую пластину, создав из нее направленную подсветку дисплея. Они записали в ней голографическую схему, которая принимает свет от торца пластины и преломляет его в перпендикулярном направлении. Это позволяет подводить лазер не сзади от дисплея, а сбоку, причем с помощью волновода.

Инженеры собрали три разных прототипа. В носимых прототипах в виде обычных очков используется монохромные дисплеи, поскольку они работают с одним зеленым лазером. Разрешения каждого из двух дисплеев в носимом прототипе составляет 1600 на 1600 пикселей, но фактически используются не все пиксели и реальное разрешение составляет примерно 1000-1200 пикселей по каждой стороне. Поле зрения очков составляет 92 на 69 градусов. Также разработчики собрали большой настольный прототип с тремя разными лазерами, способный выводить цветное изображение и охватывающий цветовое пространство, превышающее sRGB.

Необычные разработки есть и в области устройств дополненной реальности. Например, в прошлом году инженеры из NVIDIA показали прототип AR-очков, в которых они реализовали фовеальный рендеринг на аппаратном уровне. Для этого в очках используются отдельные экраны: один отвечает за формирование основного поля зрения, а второй работает лишь в узкой его части, но зато отображает в ней изображение высокого разрешения.

Григорий Копиев

источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!
Установите приложение MEGANEWS на Google Play
УСТАНОВИТЬ
Закрыть
Закрыть

Обнаружен Adblock

Поддержите нас, пожалуйста, отключив блокировку рекламы.