Элементы дисплея нового поколения с 10 000 PPI — органические светодиоды сверху метафотонного слоя, а между ними два слоя пленки для излучения белого света — одна из серебра, а другая из отражающего металла.В конце октября 2020 года исследователи из Стэнфордского университета и лаборатории Samsung представили технологию для производства дисплеев на органических светодиодах нового типа (newOLED) с ультравысоким PPI (pixels per inch). Плотность пикселей в этих дисплеях может достигать 10 тыс. штук на дюйм.
Специалисты портала IEEE Spectrum пояснили, что в основе OLED-дисплея нового поколения находится большой лес наноколонн высотой 80 нанометров и диаметром 100 нанометров. Их квадратные кластеры, каждый из которых имеет ширину около 2,4 микрона (чуть меньше 1/10 000 дюйма), применяются в качестве отражающих полостей, определяющих фактические пиксели дисплея.
Также в новом дисплее между отражающими слоями используются две пленки для излучения белого света: одна из серебра, а другая из отражающего металла. Эта оптическая метаповерхность способна менять свои отражательные свойства, позволяя определенным цветам резонировать сквозь пиксели. В результате можно создать устройство с гораздо более высокую плотность пикселей, чем имеющиеся сейчас в продаже. Вдобавок эта технология не занижает яркость экрана как некоторые современные OLED-дисплеи, где для получения белого цвета происходит смешение красных, зеленых и синих светодиодов.
Samsung уточнила, что согласно ее результатам моделирования теоретический предел масштабирования плотности пикселей оценивается в 20 000 пикселей на дюйм, но возникает проблема в изменении яркости, когда размер пикселя меньше одного микрометра.
По утверждению разработчиков, новая технология имеет большой потенциал для применения в гарнитурах виртуальной реальности и других устройствах, где экран располагается в непосредственной близи от глаз пользователя. Устройства с таким дисплеем будут создавать полноценную иллюзию реальности. В настоящее время данная технология еще требует доработки. Причем ее применение сейчас ограничено вычислительной мощностью современных VR-гарнитур. А это означает, что потребуется разработку их новых моделей.
Сейчас параметр PPI у пользовательских устройств варьируется от 100-200 (OLED-телевизоры) до 400-500 (новые смартфоны и планшеты).
Специалисты Samsung уже начали производство прототипа полноразмерного дисплея с использованием технологии 10 000 PPI.
Qwentor
И какого размера будет 4k экран? И какая видеокарта нужна чтобы потянуть хотя бы 12"?
Neikist
Ну, 12" в VR гарнитуре точно не нужны, там думаю тот самый дюйм, может два с копейками на глаз нужен по идее. Но один черт непонятно как с этим всем планируют работать.
AllexIn
Основная задача сверхплотных дисплеев — зональный рендер.
Это когда шлем отслеживает куда смотрит глаз и рендерит сверхчеткую картинку именно там.
На переферии же рендер идет в низком разрешении.
Технологии отслеживания глаз уже есть пару лет как.
А вот дисплеев повышенной четкости сильно не хватало. ТАк что это просто дополнение к технологии.
Никто не собирается рендерить полноценное изображение на всём разрешении дисплея.
Второе применение сверхплотных дисплеев — приближение их к глазам. Сейчас в шлемах дисплеи достаточно далеко. Что позволяет быть им относительно большими. Если же мы их приближаем(а это неизбежно нужно делать для уменьшения габаритов устройств) — мы теряем в качестве картинки. Сверхплотные дисплеи позволят сохранить качество картинки и дело останется только за решениями в сфере линз.
Viknet
Пока что с точным отслеживанием положения глаз внутри шлема есть проблемы.
Системы, способные быстро и надёжно определить пятно меньше 10 градусов, требуют перекалибровки даже при небольших сдвигах шлема относительно головы.
И с приближением к глазам вылезает большое количество оптических проблем — от ограниченного FOV до разнообразных аберраций вне оптической оси.
Ещё в 2015 году показывали прототип шлема на микро-дисплеях: https://www.volantidisplays.com/blog/hands-on-with-emagins-virtual-reality-headset-and-interview-with-vp-dan-cui/ Насколько доносились слухи, производство не началось именно из-за сложности оптической системы — в прототипе в качестве линз использовался очень хитро сформованный пучок световодов, да и тот не смог дать больше 80 градусов FOV, и давал заметное искривление картинки по всей площади.
Даже в обычных шлемах постоянные компромиссы между весом, размером sweet spot, внутренними отражениями, ценой, углами обзора…
Как говорят, "No Moore’s Law In Optics", так что не стоит ждать завтра сверхлёгких шлемов в форм-факторе обычных очков.
AllexIn
Про перекалибровку вы о каких шлемах говорите?
Важно понимать, что потребительские Vive ProEye и промышленные шлемы — это разные уровни технологий.
Шлемы близкие по формактору к очкам уже есть на рынке. Особых жалоб на низкое качество изображения в них я не слышу.
Viknet
Да можно считать все, что не крепятся неподвижно к голове, как военные окуляры. Точные системы, которых было бы достаточно для эффективного foveated rendering на дисплеях высоких разрешений, до сих пор существуют только в качестве прототипов, показывающихся на всяких выставках, где их раз в несколько минут и калибруют под человека.
Vive ProEye кстати очень даже промышленное решение, при этом реальная точность определения там около 20 градусов.
Это какие, например?
AR очки не надо приводить в пример, там совсем другая планка качества сейчас, поэтому и не жалуются.
AllexIn
Ерунда. Промышленные системы без проблем видят положение глаз(не куда глаз смотрит, а именно сам глаз знают где), что позволяет им автоматически перекалибровку проводить.
Huawei VR Glass, например. Это только один из вариантов. Да, не без недостатков. Но прямо противоречит утверждению, что очки в ближайшее время не сделают. Уже делают.
Vive Pro Eye потребительский шлем, как и Vive Focus, как бы не пытался их позиционировать HTC. Промышленные — это Varjo, например.
Viknet
Дайте ссылки, пожалуйста, очень интересно посмотреть на используемые технологии.
Они чуть-чуть уменьшили и приблизили экран к лицу, пожертвовав углами обзора, ничего прорывного. Довольно сомнительное достижение, при том, что и топовые 120 градусов сейчас (мы не говорим в приличном обществе про Pimax) — это очень мало. Ну и до формфактора обычных очков таким способом не дойти.
AllexIn
У меня нет, только опыт работы с девайсами. Сорри, я не теоретик.
Никто не говорил о прорыве. Речь была о возможности форм-фактора очков. Возможность есть. Не знаю что тут можно добавить. Так что откланяюсь.
Viknet
Ну хотя бы названия девайсов скажите, это же не секрет?
Так нет этой возможности! Показанное устройство крайне далеко от очков по габаритам, а даже для такого уменьшения им пришлось пойти на существенные компромиссы. Дальше без прорывов в оптике некуда двигаться, а, как я уже упоминал, закон Мура в оптике не работает.
devlind
Давно есть 4К дисплеи для телефонов — они ещё чуть ли не в 2016 году появились, так что в VR проблема не столько в плостности пикселей на дисплеях, сколько в производительности ПК или самой VR-гарнитуры чтобы использовать все эти пиксели. Там ещё проблема линз стоит довольно остро, проблема цены и т.д. Но для физических размеров самих очков я бы назвал не плотность пикселей — а фокусное расстояние глаза, сколь плотным вы бы не сделали дисплей ближе этого расстояния его разместить не получится. А плотность пикселей просто уберёт Screen-Door Effect, т.е. не будет видно сетку пикселей. Если вы посмотрите на те же Hololens — там экраны тоже довольно далеко от глаз.
fougasse
А зачем в VR 12 дюймов?