編譯/VR陀螺
近日,以色列AR眼鏡制造商Lumus展示了最新光波導(dǎo)原型Maximus,Maximus視場角為50° ,PPD達(dá)60,與視網(wǎng)膜接近。此外,Maximus在亮度與色彩均勻度上的表現(xiàn)也很出色。
Lumus所研究的光波導(dǎo)類型為反射光波導(dǎo),而非常見的衍射光波導(dǎo)。反射光波導(dǎo)在光效,即更高的亮度(對眼鏡在室外使用非常重要)與更高的透光率(對眼鏡打造成常規(guī)眼鏡而非太陽鏡很重要)上有優(yōu)勢。
近眼顯示專家Karl Guttag曾對Maximus光波導(dǎo)進(jìn)行了近距離觀察。經(jīng)過一系列指標(biāo)對比,Guttag對其光波導(dǎo)表現(xiàn)印象非常深刻,雖然Guttag同時也寫到,公司能否進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)還有待證實。
圖源:Karl Guttag
Guttag所觀察的Maximus原型是以展示光波導(dǎo)為目的的頭戴式顯示器,尚未搭載計算單元、傳感器、電池。
有效分辨率
當(dāng)前的Maximus原型搭載2048*2048 LCOS 微顯示屏(單眼),將像素分布在 50°對角線視場中。即使像素如此之高,如果無法做到在光線從顯示器、光學(xué)器件進(jìn)入用戶眼睛時精確控制光線,最終呈現(xiàn)的圖像質(zhì)量也會很差。
Maximus所使用的光波導(dǎo)似乎在保持顯示清晰度方面做得很好,即使將圖像從微型顯示器擴(kuò)展到完整的50°視場范圍也是如此。
圖源:Karl Gutta
Guttag 發(fā)現(xiàn),Maximus 波導(dǎo)在顯示器中心的角分辨率為每度 60 像素,符合“視網(wǎng)膜分辨率”標(biāo)準(zhǔn)。從理論上講,這意味著如果您在正常距離的位置將增強(qiáng)現(xiàn)實書籍放在面前,能夠輕松辨認(rèn)出頁面上的字母(假設(shè)頭部跟蹤期間應(yīng)用的圖像處理管道不會損耗任何清晰度)。
相比之下,當(dāng)前市場尚未有能達(dá)到60像素的VR頭戴式設(shè)備,即便是即將面市,擁有2448*2448分辨率的Vive Pro 2。這是因為VR頭顯將其分辨率擴(kuò)展到更大的區(qū)域,從而以角分辨率換取更寬的視野。
亮度
亮度對AR眼鏡非常重要,尤其是在陽光明媚的戶外。如果亮度不夠,用戶將很難看到眼鏡中顯示的內(nèi)容。別說戶外,許多AR眼鏡的亮度甚至難以達(dá)到在室內(nèi)使用的標(biāo)準(zhǔn),這也是為什么很多AR眼鏡傾向于太陽鏡一樣對鏡片著色。
采用反射光波導(dǎo),亮度成了Lumus的關(guān)鍵優(yōu)勢之一(Guttag表示Lumus稱其Maximus原型亮度達(dá)到了3000尼特)。與生成圖像的亮度相同重要的,是整個光學(xué)管道的效率。如果光學(xué)管道損失了90%的光,理論上便需要添加更亮的光源以達(dá)到所需的輸出亮度——但其代價是更大的體積、更多的熱量與更高的成本。
因此,最低亮度的光源與高效的光學(xué)管道相結(jié)合才是理想組合。
圖源:Karl Guttag
據(jù)Lumus透露,Maximus能達(dá)到每流明650尼特的效率。Guttag 指出,其效率是每流明 50 尼特的 WaveOptics 波導(dǎo)的十倍以上(這就是為什么我們看到帶有深色太陽鏡色調(diào)的新款 Snap AR 眼鏡時并不感到驚訝)。
并非所有衍射光波導(dǎo)都會像WaveOptics(Snap于5月以5億美元價格收購了WaveOptics)一樣低效,DigiLens最新光波導(dǎo)據(jù)稱已達(dá)到每流明300尼特。
圖像均勻性
Lumus Maximus 原型還顯示出令人印象深刻的圖像均勻性,即整個顯示器的亮度、顏色和分辨率的一致性(俗稱 VR 空間中的“最佳位置”)。
圖源:Karl Guttag
以上是Maximus與HoloLens2的對比圖,可以看到,后者存在色彩均勻性差的問題,畫面會出現(xiàn)彩虹般的霧霾。不止是強(qiáng)于HoloLens,Maximus同樣領(lǐng)先于其他波導(dǎo)用例,Guttag表示,“圖像的顏色與亮度均勻性雖不完美,但已比我所見過的任何波導(dǎo)型光學(xué)器件都要好得多。”
誠然,Maximus仍有改進(jìn)空間,雖然上圖中Maximus明顯優(yōu)于HoloLens,但我們卻仍然能清楚地看到Maximus圖像的角落處顏色均勻性與亮度開始下降。不過,這對沉浸式視場角來說并不是大問題,想象一下,如果對角線僅有 50°,這就意味著圖像的角落距離外圍視圖并不遠(yuǎn),均勻性差的地方也會更不明顯。
Maximus的光學(xué)性能令人印象深刻,但在消費(fèi)級AR眼鏡發(fā)展階段,有一個巨大的問題橫亙在中間:Lumus的反射光波導(dǎo)能否以經(jīng)濟(jì)實惠的方式進(jìn)行大批量生產(chǎn)?
圖源:Schott
去年,Lumus宣布與特種玻璃企業(yè)Schott(肖特)建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,以提高制造能力并實現(xiàn)所說的低成本。Guttag 認(rèn)為在量產(chǎn)方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐顿Y,Lumus 的方法可能“至少能獲得與衍射波導(dǎo)一樣的成本效益”。
更多Maximus原型內(nèi)容,請查看:反射光波導(dǎo)+LCOS微顯示屏,Lumus顯示強(qiáng)于HoloLens 2?
來源:Roadtovr
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