Varjo在VR领域是一个相对较新的名字,但该公司无疑引起了轰动,很快就筹集了1500万美元的风险资本,宣传其能够提供视网膜分辨率于视野中心的VR头盔的承诺。但它究竟是如何工作的呢?一张新的图形显示了该公司头戴设备背后的关键技术。
目前在VR头盔中,主要有两种选项可供选择的显示器类型。第一种是传统的显示屏,就像你手机里的那种。传统显示屏的问题是,目前的像素尚未足够小以至于真正看不见。然后还有微型显示屏,它们具有惊人的像素密度,但是就目前而言,这些显示屏还无法做得足够大以适应VR头盔的宽广视野。
因此,在传统显示屏能够大幅度缩小像素或者微型显示屏可以更容易地制造更大的显示屏之前,我们离高度沉浸式的VR头盔实现“视网膜分辨率”——像素如此之小,以至于肉眼看不见还相当遥远。
但是,Varjo希望提供一种权宜之计,它结合了传统显示屏(宽广视野)的优点和微型显示屏(高像素密度)的优点,以提供具有视网膜分辨率的VR头盔(至少在整体视野的一小部分)。
合并显示器
该公司最近的一个动画图形展示了其基本概念:
如上图所示,从右到左依次是观察者的眼睛图解,传统镜片,移动的折射透镜(上方),微型显示屏(下方)和传统显示屏。
正如你所看到的,折射透镜可以将反射的微型显示屏图像移动到传统显示屏的相应部分。这个想法是通过精密眼动跟踪,确保高分辨率图像始终位于用户注视的正中心,而低分辨率的传统显示屏则填充眼睛无法看到很多细节的周围视野。这与软件焦点渲染非常相似,不同之处在于这种情况下,几乎可以将像素本身移动到需要它们的位置,而不仅仅是在特定区域以更高的质量进行渲染。
Varjo的这张示例图显示了传统显示屏图像和微型显示屏图像的视觉质量差异(点击放大):
图片由Varjo提供
移动高分辨区域
当然,最大的问题是:如何将折射透镜快速移动以跟上眼睛的动作,而且可靠地在一个足够紧凑的空间中适合一个相对大小合理的VR头盔?
对于前者,答案可能在该公司的关键专利“显示装置和使用焦点和上下文显示的显示方法”中。该专利描述了可能涉及各种移动部件的“致动器”。关于该公司希望如何实现这一目标的其他线索可能在Varjo寻求“微型机电专家”职位的招聘信息中找到:
你将负责为我们的混合现实设备设计致动器和马达控制。[…] 你将参与领先的马达技术的开发,并设计新型的致动器机械装置,发挥定制设计的光学、马达和电子技术的威力,开拓微型机电技术的新领域。
职责:
创建马达位置控制算法
设计位置编码器系统
为马达单位设定性能目标和要求
A至H的计划
该专利将传统显示屏称为“上下文显示”,将微型显示屏称为“焦点显示”,实际上涵盖了各种可能的技术实现方式,以不同的方法将微型显示屏图像与传统显示屏图像相结合,包括使用波导、额外的棱镜和其他完全不同的显示技术,如投影。
图片由Varjo提供
矫正光学伪影
另一个重要问题是:光学组合会产生什么伪影?在介绍反光微显示图像和传统显示图像的过程中,专利还提到了一点(明确表明的是确实需要处理伴随效应);它提出了一些技术来消除失真,包括遮盖直接位于反光显示背后的传统显示区域,调暗两个显示区域的接缝以尝试实现更均匀的过渡,甚至还会智能地将过渡接缝与渲染场景的部分相匹配,像拼图一样连接起来,以减少接缝的明显性。
Varjo列出了一些有趣的实现“仿生显示”的方法。当然,关键在于细节-我们期待着第一次试用他们最新的原型,以真正了解它在实践中的表现如何。
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图片来源:Varjo
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