Nvidia, Universitas Stanford mengusulkan kacamata holografik tipis dan ringan

Cukup adil untuk mengatakan bahwa realitas virtual dan augmented reality sepupunya telah gagal untuk menyalakan dunia, sebagian besar sebagai akibat dari apa yang secara teknis Anda sebut “faktor kutu buku.” Kacamata pintar yang harus dilihat dan dirasakan oleh siapa pun kecuali kutu buku paling keras di dunia maya.

Kacamata dari divisi Oculus Facebook telah meningkat selama bertahun-tahun, tetapi yang terbaru, Model Meta Quest 2masih bukan apa yang kebanyakan orang ingin pakai di kota. Kacamata Vuzix Mungkin lebih dekat dengan pernyataan mode, tetapi kemampuan mereka untuk menunjukkan itu mentah, bukan apa pun yang ingin dilihat orang untuk jangka waktu yang lama.

Namun, jangan takut, bantuan mungkin sedang dalam perjalanan. Nvidia, dengan bantuan dari Universitas Stanford, datang dengan apa yang disebut kacamata holografik bulan lalu, prototipe yang hanya setebal sepersepuluh inci dan berat 60 gram agar sesuai dengan bingkai seperti kacamata biasa. Ini juga melampaui grafik 2-D biasa untuk menghasilkan gambar 3-D yang memungkinkan pemfokusan pada area tertentu dari pemandangan dan menyesuaikan saat pemakainya bergerak.

Teknologi ini menggabungkan beberapa komponen perangkat keras mutakhir dengan pendekatan perangkat lunak baru.

seperti yang dijelaskan dalam posting blog dan kertas yang menyertainya dan video Dikembangkan oleh penulis Nvidia dan Universitas Stanford, Jonghyun Kim bersama dengan Universitas Stanford Manu Gopakumar, Suyeon Choi, Yifan Peng dan Gordon Wetzstein, dan Ward Lopes Nvidia, kacamata holografik adalah “sistem tampilan dekat mata holografik yang menyediakan gambar 2D atau 3D untuk ketebalan Perangkat beberapa milimeter disajikan ke setiap mata.”

“Demonstrasi pertama VR holografik dalam bentuk kacamata asli,” tulis mereka.

Perangkat keras dibuat oleh Kim dan tim pertama sebagai unit meja dan kemudian sebagai prototipe cetak 3D untuk kacamata yang dapat dikenakan, dengan fokus utama pada cara melangsingkan headset.

Kuncinya adalah mengurangi ruang besar antara mata pengguna dan layar di depannya. Alasan adanya ruang adalah karena perlu ada “panjang fokus” tertentu antara layar dan lensa yang berada di antara lensa dan mata.

“Tampilan VR komersial didasarkan pada prinsip kaca pembesar,” tulis mereka, “di mana lensa memperbesar gambar mikrodisplay untuk membuat gambar virtual yang dilihat pengguna dari kejauhan.” Ini menciptakan trade-off: ” Kaca pembesar berhasil memberikan bidang pandang yang luas dari bingkai, tetapi jarak yang jauh antara lensa dan layar menghasilkan faktor bentuk perangkat yang besar.”

Sebagai gantinya, penulis menyusun tiga komponen dasar: pandu gelombang, yang menerima sinar laser dan mendifraksikan cahaya dalam ruang kecil; modulator cahaya spasial, yang memproyeksikan gambar sinar dari pandu gelombang; dan lensa khusus yang disebut Geometris. lensa fase, yang memfokuskan cahaya dari modulator ke posisi yang sesuai untuk mata manusia.

Dengan menggunakan pandu gelombang sempit dan lensa fase geometris yang dijepit ke modulator, komponen ini lebih tipis daripada yang digunakan oleh Quest dkk., dan juga tidak memerlukan celah udara yang besar antara lensa dan gambar.

Semua komponen cukup standar.Misalnya, modulator cahaya spasial berasal dari perusahaan bernama Mata holografik, yang membuat banyak perangkat optik. Prinsip dari modulator adalah untuk mengontrol serangkaian kristal cair sehingga mereka berputar di ruang angkasa. Saat kristal berputar, mereka memodulasi fase berkas cahaya yang berasal dari gelombang. Hal ini menyebabkan cahaya membentuk gambar holografik pada permukaan layar.

Desain baru ini tidak hanya mengurangi ketebalan, tetapi juga memiliki “dua fitur berbeda yang tidak terlihat pada tampilan VR konvensional.”

Kedua aspek ini adalah “bingkai mata dinamis” dan pengoptimalan berbasis perangkat lunak yang disebut “urutan difraksi tinggi”, yang keduanya dapat meningkatkan apa yang dilihat orang dengan cara baru.

Kotak mata dinamis adalah kemampuan untuk mengontrol arah gambar holografik yang diproyeksikan. Dengan mengubah sudut di mana cahaya memasuki pandu gelombang, sudut di mana gambar holografik menyerang mata juga dapat diubah untuk mensimulasikan bentuk objek di ruang angkasa untuk efek 3-D.

Urutan difraksi yang tinggi memungkinkan pengoptimalan gambar yang dilihat oleh manusia. Berapa banyak pupil seseorang relatif terhadap pemisahan antara urutan difraksi mempengaruhi kualitas, yang merupakan fungsi dari sudut di mana cahaya mencapai pupil. Jika jarak ini terlalu kecil, berbagai pertimbangan tambahan diperkenalkan mengenai jarak lensa-ke-gambar, yang sekali lagi memperkenalkan masalah ukuran perangkat.

Untuk menghindari masalah ini, penulis mencoba untuk mengoptimalkan secara algoritme pemisahan antara orde difraksi tinggi menjadi lebih besar dari diameter pupil, yaitu lebih besar dari 8 mm.

Penulis memodifikasi algoritma yang ada, diluncurkan tahun lalu Ditulis oleh rekan Nvidia Manu Gopakumar dan lainnya yang dikenal sebagai High-Order Gradient Descent, atau “HOGD,” ini “secara unik mengoptimalkan mode fase.”

Untuk algoritma HOGD Gopakumar dan tim, Kim dan tim menambahkan variabel untuk mewakili ukuran pupil, menciptakan “Pupil-HOGD.”

Seperti yang dinyatakan Kim dan rekannya, “Algoritme Pupil-HOGD baru yang mensimulasikan bukaan pupil menghasilkan kualitas gambar terbaik di semua ukuran pupil.

Seindah tampilan contoh spesifikasi, ada sejumlah peringatan di sini. Pertama, masalah konsumsi daya belum terpecahkan sama sekali. Perangkat yang dapat dikenakan selalu dibatasi, tidak hanya oleh kegagalan mode, tetapi oleh kekuatan dinding atau kurangnya masa pakai baterai.

Seperti yang ditulis oleh penulis, prototipe mereka dapat memperoleh manfaat besar dari komponen yang dirancang khusus. Misalnya, pandu gelombang “memberikan penerangan yang tidak merata serta fase yang agak kacau, yang menurunkan kualitas hasil prototipe yang dapat dipakai,” tulis mereka. “Menggunakan pandu gelombang yang dirancang untuk kacamata holografik, kualitas gambar prototipe yang dapat dikenakan dapat ditingkatkan,” tulis mereka.

Selain itu, bidang pandang perangkat yang dapat dikenakan hanya 22,8 derajat, bidang pandang yang sangat sempit “jauh lebih kecil daripada tampilan VR/AR yang tersedia secara komersial.” Bidang pandang sempit ini adalah batasan panjang fokus modulator fase komersial dan lensa fase geometris Holoeye. Penulis percaya bahwa beberapa solusi yang ditingkatkan, seperti menumpuk dua lensa fase geometris bersama-sama, dapat meningkatkan bidang pandang hingga 120 derajat tanpa menambah banyak.

Dan, tentu saja, orang bertanya-tanya bagaimana konektor pita yang muncul di atas perangkat seperti telinga kelinci akan diintegrasikan dengan cara yang tidak mencolok.