Персональные надеваемые дисплеи – HMD (Head Mounted Display), на протяжении долгого времени не пользовались особо массовой популярностью у покупателей. Они появлялись и исчезали, не успев стандартизироваться, оставив после себя воспоминания о жутких ценах, ограниченных возможностях и низком качестве картинки. С недавих пор ситуация начала меняться, и сейчас в продаже можно встретить 3D-модели, и даже с форматом HD и многоканальным звуком.
При выборе персонального 3D-дисплея пользователи в первую очередь обращают внимание на:
- качество картинки
- комфорт использования
- дизайн
К сожалению, на данном этапе развития технологий многие надеваемые дисплеи обладают большими размерами и весом. Избавиться от этих недостатков можно разными способами. Например, как в компании Innovega – с помощью высокотехнологичных контактных линз, которые создаются при поддержке DARPA (Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США). Новое решение позволит избавиться от недостатков массивных надеваемых дисплеев и реализовать функции “личных шлемов” (Head Mounted Display, HMD) в классических очках c тонкой оправой.
Человеческий глаз ограничен в возможности четко видеть расположенные на очень близком расстоянии объекты. Эта особенность зрительного аппарата побуждает разработчиков шлемов создавать сложные оптические системы. Пока что большинство таких решений существенно ограничивают свободу действий человека.
Альтернативная оптическая система iOptik от Innovega позволяет с легкостью фокусироваться на объектах, расположенных очень близко к глазу. В качестве основы разрабатываемой Innovega системы выступает набор из контактные линз и очков со встроенными микродисплеями. Пользователь получает возможность быстро перефокусироваться на отображаемом контенте и в то же время мгновенно переключаться на окружающий мир.
Возможность четко видеть проецируемую на близком расстоянии к глазу картинку достигается с помощью оптических микрокомпонентов в контактных линзах iOptik. Они настолько малы, что не мешают работе зрительного аппарата в повседневной жизни.
Световой поток с миниатюрного дисплея проходит через центр зрачка, в то время как зрительная информация об окружающем мире (еще один световой поток) проникает через кромку. Каждый из этих двух световых потоков формирует картинку на сетчатке одновременно. Таким образом, создается одно объединенное изображение.
Световой поток с дисплея, который попадает на внешнюю кромку контактной линзы и зрачка, блокируется фильтром. Это нужно для того, чтобы предотвратить нежелательное смешивание потоков света. Поток света (визуальная информация об окружающем мире) способен проходить сквозь этот фильтр.
По словам инженеров, пользователь в легких современных очках сможет видеть картинку, сопоставимую с изображением на 240-дюймовом ТВ с расстояния 3 метра без необходимости использования больших и неудобных оптических модулей.
Согласно данным статистики, более ста миллионов человек во всем мире носят контактные линзы, среди американцев это 20% в возрасте от 18 до 34 лет. Многие молодые люди используют контактные линзы в качестве модного аксессуара, с помощью которого можно раскрасить собственные глаза во все цвета радуги. Так что адаптация стереоскопического “контактного” 3D-дисплея вряд ли вызовет такое уж большое психологическое неприятие.
Контактная линза кладется прямо на поверхность объектива аппарата. Затем камера фокусируется на демонстрируемом на мониторе пейзаже. На втором этапе перед объективом фотокамеры устанавливается миниатюрный ЖК-дисплей. Расстояние между объективом и дисплеем составляет всего несколько миллиметров. Этот шаг – имитация процесса надевания человеком высокотехнологичных очков со встроенным дисплеем.
Оптика камеры держит в фокусе как пейзаж на заднем фоне, так и отображаемое на дисплее видео. Эта демонстрация позволяет убедиться в том, что контактные линзы дают возможность четко видеть как находящиеся в непосредственной близости от зрачка предметы, так и сцену на заднем фоне.
Можно заметить, что рамка дисплея находится не в фокусе. Происходит это потому, что в отличие от дисплея, рамка не является источником поляризационного света.
По словам главы Innovega Стива Уилли (Steve Willey), дисплеи современных мобильных устройств слишком малы для комфортного чтения книг и, тем более, игр. Для решения этой задачи компания работает над созданием оптических устройств с возможностью подключения к смартфонам, игровым консолям и медиаплеерам. С их помощью пользователь получит возможность наблюдать большую картинку с высоким разрешением и качеством, включая поддержку приложений дополненной реальности.
Уилли также акцентирует внимание на сложившейся на рынке дисплеев ситуации. Индустрия готова предложить компаниям и потребителям качественные, прозрачные дисплеи для очков. Тем не менее, разработчики сложных приложений и программ дополненной реальности часто сталкиваются с техническими проблемами реализации таких проектов.
Выделим основные особенности и преимущества системы iOptik:
- Способность четко видеть и одновременно фокусироваться на расположенных в непосредственной близости от глаза человека объектах и заднем плане (окружение)
- Возможность комфортно просматривать информацию на дисплее, который находится в нескольких миллиметрах от глаза. Это позволяет инженерам встраивать миниатюрные прозрачные дисплеи в классические очки
- Компактные размеры, небольшой вес и современный дизайн очков
- Пользователь в очках может видеть картинку (HD разрешение, стерео 3D), сопоставимую с изображением на экране 240-дюймового телевизора с расстояния 3 метра.
В ближайшее время Innovega планирует представить свою оптическую систему OEM-компаниям и разработчикам ПО. Целью сотрудничества станет разработка интерфейсов и приложений для решений на базе архитектуры iOptik.
Рынок, конкуренты или каждому – свое
Рассмотрим позиционирование решения Innovega относительно конкуретных решений. Важно учитывать, что система iOptik находится на стадии прототипа и компания еще не вышла на рынок с конкретными моделями очков-дисплеев.
На иллюстрации ниже демонстрируются возможности существующих технологий и решений в сравнении с продуктом Innovega. Кривая отображает устоявшуюся зависимость двух важных составляющих – размеров устройства и угла зрения. Чем компактнее надеваемый дисплей, тем меньшим углом обзора он может похвастаться, и наоборот.
Innovega акцентирует внимание потребителей на том, что ее продукт не подчиняется этому правилу и обеспечивает угол обзора в 120 градусов при использовании компактных классических очков.
Оценить продукты Innovega с точки зрения стиля и дизайнерских канонов потребителям еще предстоит, поэтому говорить о чем-либо наверняка пока рано.
На страницах Total3D.ru мы не раз писали о различных моделях надеваемых дисплеев. Некоторые из этих моделей уже доступны в рознице (включая рынок России), некоторые еще не появились в продаже. Предлагаем читателям сравнить технические возможности нескольких решений с помощью следующей таблицы.
|
SiliconMicroDisplay ST1080 HD 3D |
Sensics Natalia | Sony HMZ-T1 | Vuzix Wrap 1200 | Lumus OE-32 |
Innovega iOptik |
|
|
Виртуальный Дисплей |
100 дюймов на расстоянии 3 метра |
750 дюймов на расстоянии 20 метров (эфф. 150 дюймов с расст. 3,7 метра) |
75 дюйма на расстоянии 3 метра | 87 дюймов на расстоянии 3 метра | 240 дюймов на расстоянии 3 метра | |
| Углы обзора, градусов | 45 | 64 | 45 | 40 | 120 | |
| Дисплей | 1080p для каждого глаза, 2 х Full HD, 0,74″, LCoS, 30-бит | 720p, 1280×1024 для каждого глаза | 1280×720 для каждого глаза, 0,7″, OLED, 24 бит, | 852х480 для каждого глаза, 60 Гц, 24-бит | 720p 1280×720 | HD (?) |
| Вес, грамм | 80 | 26 | ||||
| Размеры, мм | 180x45x180 (без модуля контроллера) | 210x196x110 (без процессорного модуля) | ||||
| Прозрачность, % | 10% | – | – | >78% | до 100% |
Прозрачность – что это за параметр такой и почему многие разработчики акцентируют на нем внимание? Для начала, нужно дать четкое определение характеризуемому устройству и целям его использования.
Возьмем, к примеру, модели Sony HMZ-T1 или Sensics Natalia. Надев такой шлем, пользователь полностью погружается в виртуальный мир. Подобные надеваемые шлемы-дисплеи, в первую очередь, ориентированы на развлечения – игры и просмотр 3D-кино с хорошим многоканальным звуком.
В данном случае параметр прозрачности не играет никакой критической роли в удобстве использования устройством. Более того, многие решения виртуальной реальности специально разрабатываются с той целью, чтобы на время “отрезать” человека от внешнего мира и окружения. Делается это и для полноты ощущений, чтобы во время гейминга перед глазами не мелькала приевшаяся обстановка комнаты, не отвлекали различные внешние раздражители.
Другая категория устройств – надеваемые очки-дисплеи, они компактны, имеют малый вес и обязаны обладать соответствующим набором функций, в том числе, поддерживать режим так называемой “дополненной реальности” для подключения к Интернету, социальным сервисам, бизнес-приложениям, оставляя пользователю возможность хотя бы частично контролировать происходящее вокруг него.
Раз уж продукты этой категории характеризуются как мобильные, они должны быть приспособлены для постоянного ношения с собой и использования в различных условиях – публичный транспорт, места отдыха, улица. В данной ситуации параметр прозрачности играет определяющую роль. Пользователь просто не имеет права быть отрезанным от внешнего мира во время использования очков. В противном случае, это то же самое, что отправиться на работу или прогулку по городу с завязанными глазами.
Возможно, в ходе разработки мобильных надеваемых дисплеев разработчики будут сначала учитывать фактор безопасности использования устройства, и уже потом параметры качества картинки и функциональности. Было бы здорово совместить приятное с полезным, благо, нынешний уровень развития технологий вплотную приблизился к таким возможностям.
