Исследователи из Meta Reality Labs и Стэнфордского университета представили новый голографический дисплей, способный обеспечить ощущения виртуальной и смешанной реальности в форм-факторе, сопоставимом по размеру со стандартными очками.
В статье, опубликованной в журнале Nature Photonics, профессор электротехники Стэнфордского университета Гордон Вецштейн и его коллеги из Meta (запрещённая организация в РФ) и Стэнфорда описывают прототип устройства, сочетающего ультратонкую волноводную голографию с алгоритмами на основе искусственного интеллекта для создания высокореалистичных 3D-изображений.
Хотя устройство основано на волноводах, его оптика не прозрачна, как у HoloLens 2 или Magic Leap One — поэтому его называют дисплеем смешанной, а не дополненной реальности.
Оптический стек толщиной всего 3 миллиметра включает в себя специально разработанный волновод и пространственный модулятор света (SLM), который модулирует свет попиксельно для создания «голографического светового поля с полным разрешением», проецируемого на глаз.
В отличие от традиционных XR-гарнитур, которые имитируют глубину с помощью плоских стереоскопических изображений, эта система создаёт настоящие голограммы, реконструируя полное световое поле, что приводит к более реалистичному и естественному восприятию трёхмерных изображений.
Вецштейн в интервью Stanford Report рассказал, что голография предлагает возможности, недоступные ни одному другому типу дисплея, в корпусе, который значительно меньше любого другого устройства на рынке.
Идея также заключается в обеспечении реалистичных, захватывающих 3D-изображений в широком поле зрения (FOV), что позволяет перемещать взгляд относительно очков без потери фокусировки или качества изображения, что является одним из «ключей к реализму и погружению в систему», говорит Вецштейн.
Причина, по которой мы до сих пор не видели цифровых голографических дисплеев в гарнитурах, заключается в «ограниченном произведении пространства на пропускную способность, обеспечиваемом современными пространственными модуляторами света (SLM)», — поясняет команда.
На практике небольшое поле зрения принципиально ограничивает размер поля зрения и диапазон возможных положений зрачка, то есть поле зрения, которые могут быть достигнуты одновременно.
Хотя поле зрения имеет решающее значение для обеспечения визуально эффективного и иммерсивного опыта, размер поля зрения важен для того, чтобы сделать эту технологию доступной для самых разных пользователей, охватывая широкий спектр лицевых анатомий, а также обеспечивая визуальный опыт, устойчивый к движению глаз и соскальзывание устройства с головы пользователя.
Проект считается вторым в продолжающейся трилогии. В прошлом году лаборатория Вецштейна представила волновод. В этом году они создали функционирующий прототип. Финальный этап — коммерческий продукт — может быть достигнут только через несколько лет, но Вецштейн настроен оптимистично.
Команда описывает это как «значительный шаг» к прохождению того, что многие специалисты называют «визуальным тестом Тьюринга» — по сути, способности «больше не различать физический, реальный объект, видимый через очки, и цифровое изображение, проецируемое на поверхность дисплея», — сказал Суён Чой, ведущий автор статьи.
Это следует за недавним открытием исследователей из Reality Labs компании Meta, представляющих гарнитуры виртуальной реальности и смешанной реальности со сверхшироким полем обзора, в которых используется новая оптика для сохранения компактного форм-фактора, напоминающего очки. Для сравнения, они включают в себя «отражающие поляризаторы с высокой кривизной», а не волноводы как таковые.
