Создан голографический дисплей для очков смешанной реальности
«В будущем большинство дисплеев виртуальной реальности будут голографическими», — уверен Гордон Ветцштейн из Стэнфордского университета. Доцент кафедры электротехники и, по совместительству, компьютерных наук показывает последнюю разработку своей лаборатории — дисплей виртуальной реальности, который ненамного больше обычных очков.
«Голография предлагает возможности, недостижимые для других типов дисплеев, в устройстве, которое гораздо компактнее всего, что есть на рынке сегодня», — говорит Ветцштейн.
Голография — удостоенная Нобелевской премии технология 3D-отображения, которая использует как интенсивность света, отражающегося от объекта, как в традиционной фотографии, так и его фазу, чтобы создавать голограммы — высокореалистичные трехмерные изображения исходного объекта.
Описанная в журнале Nature Photonics новинка приближает эру легких, иммерсивных и реалистичных очков смешанной реальности, проецирующих живые трехмерные движущиеся изображения поверх реального мира. Толщина устройства от линзы до экрана не превышает 3 миллиметров. В скором будущем такие девайсы могут преобразить образование, развлечения, виртуальные путешествия, коммуникацию и другие сферы.
Расширяя реальность
Голография обеспечивает более визуально комфортное и реалистичное 3D-изображение по сравнению со светодиодными стереоскопическими технологиями. При этом очки выглядят совсем не так, как громоздкие VR-шлемы сегодняшнего дня. Однако добиться этого непросто, признает Ветцштейн.
Инженер и его коллеги называют эту технологию «смешанной реальностью», чтобы подчеркнуть бесшовное сочетание голографических изображений и реального мира. По его прогнозам, однажды цифровые изображения и реальные сцены станут неразличимыми. А пока этот прототип — «значительный шаг» в данном направлении.
«Исследователи в этой области иногда называют нашу цель “прохождением Визуального теста Тьюринга”», — говорит Суён Чои из лаборатории Ветцштейна.
Тест Тьюринга считается золотым стандартом искусственного интеллекта: если невозможно определить, общаешься ли с машиной или человеком — ИИ можно признать по-настоящему разумным.
«Визуальный тест Тьюринга означает, что в идеале нельзя отличить физический объект, видимый через очки, от цифрового изображения, проецируемого на дисплей», — объясняет Чои.
За пределами поля зрения
Конструкция очков достигла прорыва в реалистичности изображения и удобстве использования благодаря специальному волноводу, направляющему изображение в глаз пользователя. Качество голограммы улучшено за счет нового метода калибровки с помощью ИИ, оптимизирующего четкость и трехмерность.
В результате дисплей сочетает широкое поле зрения с большим углом обзора — областью, в которой зрачок может двигаться, не теряя изображения. Специалисты называют комбинацию этих параметров этендю — геометрическим фактором.
Результат — четкое 3D-изображение, заполняющее поле зрения пользователя для более глубокого погружения.
Компактность устройства трудно переоценить. Эти очки можно часами носить без усталости глаз или шеи — в отличие от современных VR-шлемов.
«Мы хотим, чтобы это было компактным и легким для использования в течение всего дня. Это проблема номер один — самая важная», — подчеркивает Ветцштейн.
Другие задачи — реализм и эффект погружения. ИИ помогает с первой, улучшая разрешение и трехмерность голограммы. Вторая решается за счет впечатляющей зоны обзора и широкого поля зрения.
Это как более крупный и реалистичный экран в домашнем кинотеатре, сравнивает разработчик: «Глаз может свободно перемещаться по изображению без потери фокуса или качества».
b) Фото прототипа и схематическое изображение его устройства в разобранном виде.
Трилогия технологий
Это исследование стало второй частью научной трилогии. В первой, опубликованной в прошлом году, лаборатория Ветцштейна представила голографический волновод, обеспечивающий высокое качество изображения в компактном форм-факторе. Теперь, во второй части, описан рабочий прототип — воплощение тех передовых идей.
Третья часть будет посвящена переходу к серийному выпуску устройства. Но до этого может пройти еще много лет, допускает Ветцштейн.
«Мир еще не видел дисплея с таким большим полем обзора, зоной обзора и качеством изображения в голографическом формате. Это лучший 3D-дисплей из созданных на сегодня, огромный шаг вперед. Но впереди еще много нерешенных задач», — заключил он.