|

Ultra-szerokie wyświetlacze już niebawem? Meta R&D chwali się postępami

Nowe badania Meta R&D odkrywają skrót do ultra-szerokich holograficznych wyświetlaczy o rozdzielczości siatkówkowej w XR

Badacze z Meta Reality Labs, Uniwersytetu Princeton i innych opublikowali nową pracę, w której szczegółowo opisują metodę osiągania ultra-szerokich wyświetlaczy holograficznych o rozdzielczości siatkówkowej. Metoda drastycznie redukuje rozdzielczość wyświetlacza, która w przeciwnym razie byłaby konieczna do osiągnięcia takich parametrów, co czyni ją potencjalną skróconą drogą do wprowadzenia wyświetlaczy holograficznych do headsetów XR. Wyświetlacze holograficzne są szczególnie pożądane w XR, ponieważ mogą wyświetlać pola światła, bardziej dokładną reprezentację światła, które widzimy w rzeczywistości.

Reality Labs Research, grupa R&D Meta zajmująca się XR i sztuczną inteligencją, poświęciła znaczną ilość czasu i wysiłku na badanie zastosowań holografii w headsetach XR.

Jednym z wielu problemów, które trzeba rozwiązać, aby wyświetlacze holograficzne były przydatne w okularach XR, jest kwestia étendue: miary, jak szeroko można rozprzestrzenić światło w systemie holograficznym. Niska étendue oznacza niskie pole widzenia, a jedynym sposobem zwiększenia étendue w tego rodzaju systemie jest zwiększenie wielkości wyświetlacza lub zmniejszenie jakości obrazu — co zresztą nie jest pożądane w przypadku headsetu XR.

Badacze z Reality Labs Research, Uniwersytetu Princeton i King Abdullah University of Science & Technology opublikowali nową pracę w recenzowanym czasopiśmie naukowym Nature Communications zatytułowaną Neural étendue expander for ultra-wide-angle high-fidelity holographic display.

Praca ta wprowadza metodę rozszerzania étendue wyświetlacza holograficznego nawet o 64 razy. Według badaczy, taki krok stanowi skrót do osiągnięcia ultra-szerokiego pola widzenia na wyświetlaczu holograficznym, który osiąga również rozdzielczość siatkówkową 60 pikseli na stopie kwadratowej.

Wyższe modulatory przestrzenne światła (SLM) niż te, które istnieją obecnie, nadal będą potrzebne, ale metoda ta zmniejsza konieczną rozdzielczość SLM z miliardów pikseli do zaledwie kilkudziesięciu milionów, twierdzą badacze.

Przy założeniu teoretycznego SLM o rozdzielczości 7 680 × 4 320 pikseli, badacze twierdzą, że symulacje ich metody rozszerzania étendue pokazują, że można osiągnąć wyświetlacz o poziomym polu widzenia 126° i rozdzielczości 60 pikseli na stopie kwadratowej (naprawdę „rozdzielczość siatkówkową”) w warunkach idealnych.

Żaden taki SLM nie istnieje obecnie, ale aby stworzyć porównywalny wyświetlacz bez rozszerzenia étendue, byłaby potrzebna rozdzielczość SLM 61 440 × 34 560 pikseli, co znacznie przekracza możliwości obecnego czy przyszłego bliskiego przyszłościowo przemysłu.

Rozszerzenie étendue samo w sobie nie jest nowe, ale badacze twierdzą, że istniejące metody rozszerzają étendue kosztem jakości obrazu, tworząc odwrotną zależność między polem widzenia a jakością obrazu.

„Hologramy rozszerzone o étendue produkowane za pomocą [naszej metody] są jedynymi hologramami, które prezentują zarówno ultra-szerokie pole widzenia, jak i wysoką wierność reprodukcji,” twierdzi praca.

Badacze nazywają tę metodę „neural étendue expansion” (neuralne rozszerzenie étendue), która jest „inteligentną” metodą rozszerzania étendue w porównaniu z istniejącymi naiwnymi metodami, które nie uwzględniają tego, co jest wyświetlane.

„Neuralne rozszerzacze étendue są uczone na podstawie zbioru naturalnych obrazów i są optymalizowane wspólnie z modulacją fazy SLM. Podobnie jak płytkie sieci neuronowe, ten nowy rodzaj elementów optycznych pozwala nam dostosować element modulacji fazy do wyświetlania naturalnych obrazów i maksymalizować jakość wyświetlacza postrzegalną przez ludzkie oko,” wyjaśnia praca.

Meta Reality Labs Research

„[…] neuralne rozszerzacze étendue obsługują wielododatkowe oświetlenie do tworzenia kolorowych hologramów. Rozszerzacze te obsługują również holografię kolorową 3D oraz ruch źrenicy widza. Wyobrażamy sobie, że przyszłe wyświetlacze holograficzne mogą włączyć opisaną metodę projektowania optycznego do swojej konstrukcji, zwłaszcza w przypadku wyświetlaczy VR/AR.”

Ethan Tseng, Grace Kuo, Seung-Hwan Baek, Nathan Matsuda, Andrew Maimone, Florian Schiffers, Praneeth Chakravarthula, Qiang Fu, Wolfgang Heidrich, Douglas Lanman & Felix Heid

I chociaż ta praca jest ekscytująca, badacze sugerują, że mają jeszcze wiele do zbadania z tą metodą.

„Rozszerzenie naszej pracy w celu wykorzystania innych rodzajów nowych optyk, takich jak metapowierzchnie, może okazać się obiecującym kierunkiem przyszłych prac, ponieważ kąty dyfrakcji mogą być znacznie powiększone przez nano-skale cechy metapowierzchni, a dodatkowe właściwości światła, takie jak polaryzacja, mogą być modulowane za pomocą metaoptyki.”

Ethan Tseng, Grace Kuo, Seung-Hwan Baek, Nathan Matsuda, Andrew Maimone, Florian Schiffers, Praneeth Chakravarthula, Qiang Fu, Wolfgang Heidrich, Douglas Lanman & Felix Heid

Similar Posts

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.