編譯/VR陀螺

Panamorph 以電影鏡頭而聞名，幾十年來(lái)也一直活躍在虛擬現(xiàn)實(shí)顯示技術(shù)領(lǐng)域。

最近，Panamorph 開發(fā)了一種新的 VR 頭顯設(shè)計(jì)，采用所謂的出瞳調(diào)制 (EPM) 技術(shù)，以更低的功耗提供更高的圖像質(zhì)量，同時(shí)通過(guò)使用 LCD 面板來(lái)降低頭顯成本。

為了解更多信息，Display Daily 的 Chris Chinnock 采訪了 Panamorph 首席執(zhí)行官 Shawn Kelly。以下為對(duì)話內(nèi)容（基于原文，編譯略有修改）：

Chris Chinnock：為什么出瞳調(diào)制對(duì)于 VR 顯示行業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)如此重要的發(fā)展？

Shawn Kelly：兩個(gè)主要原因：首先，EPM 意味著 VR 頭顯可以提供更高的對(duì)比度和清晰度，而功耗(和冷卻要求)比現(xiàn)在的產(chǎn)品要低得多。

它使業(yè)內(nèi)更接近于提供一款圖像質(zhì)量與桌面顯示器相似的輕量級(jí)頭顯，而不用在為獲得 3D 沉浸環(huán)境，而在成像體驗(yàn)上做出妥協(xié)。其次，EPM 使得低成本 LCD 技術(shù)的性能超過(guò)了 OLED 和其他昂貴得多的發(fā)光顯示器。因此，EPM 提供的頭顯性能比 OLED 高得多，但成本卻低得多。

Chris Chinnock：我們先來(lái)總結(jié)一下出瞳調(diào)制的基本原理吧?

Shawn Kelly：EPM 用 LED 光源陣列取代了VR頭顯的原來(lái)的 LCD 背光，這些LED光源位于LCD面板后面的一些折疊距離上，這樣每個(gè)LED光源都能完全照亮整個(gè)LCD面板，而且還能形成一個(gè)完整 LED 陣列的圖像，形成位于用戶眼睛的光學(xué)系統(tǒng)出口瞳孔。這意味著通過(guò)關(guān)閉陣列中的 LED 光源，可以立即定制出瞳的大小甚至形狀。通過(guò)關(guān)閉陣列外圍越來(lái)越多的 LED，出瞳就會(huì)變小。重要的是，一旦出口瞳孔小于用戶的眼睛瞳孔，虛擬圖像的對(duì)比度、清晰度和景深就會(huì)急劇增加，而照亮顯示器的整體功率則會(huì)急劇下降。

Chris Chinnock：這基本上就像用機(jī)械光圈來(lái)降低相機(jī)鏡頭的清晰度和景深嗎?

Shawn Kelly：與之完全一樣，EPM不像機(jī)械光圈那樣吸收不需要的光，而只是關(guān)閉光圈開口外的光，這樣你就可以同時(shí)獲得縮小光圈的性能優(yōu)勢(shì)和減少進(jìn)入放大鏡的總光量。

Chris Chinnock： 但是一個(gè)大的出瞳，換句話說(shuō)，一個(gè)大的 Eye-Box，難道不是 VR 頭顯的一個(gè)重要特征嗎?

Shawn Kelly：出瞳需要足夠大才能看到完整的圖像，但不要太大。事實(shí)是，當(dāng)使用背光 LCD 或發(fā)光顯示器時(shí)，目前的 VR 頭顯向用戶眼部投射的光是眼睛看到完整虛擬圖像所需的出口瞳孔大小的十倍以上。

所有這些不必要的光，特別是當(dāng)它在 Pancake 折疊光學(xué)中來(lái)回反射時(shí)，是造成圖像重影和對(duì)比度下降的直接原因，也是對(duì)功率的巨大浪費(fèi)。

Chris Chinnock：Panamorph 最初著眼于眼動(dòng)追蹤，以確保當(dāng)用戶環(huán)顧虛擬圖像時(shí)，一個(gè)小的出口瞳孔可以指向瞳孔。為什么眼動(dòng)追蹤不在當(dāng)前的 EPM 方案中?

Shawn Kelly：在使用 Meta Quest Pro 頭戴式頭顯的 Pancake 進(jìn)行了廣泛的實(shí)驗(yàn)后，我們發(fā)現(xiàn)我們可以看到整個(gè)虛擬圖像，固定的出口瞳孔大小如此之?。ǖ那闆r下），以至于 EPM 的大部分好處都是在沒有額外成本和眼動(dòng)追蹤的復(fù)雜性情況下實(shí)現(xiàn)的。

Chris Chinnock：蘋果和索尼的頭顯都在使用 OLED，部分原因是盡管成本更高，但原生 OLED 的對(duì)比度比 LCD 更高，EPM 是如何適應(yīng)的?

Shawn Kelly：現(xiàn)實(shí)是，到目前為止，今天的頭顯對(duì)比度低的主要原因是所有不必要的光在鏡頭周圍反射，包括從用戶臉上散射回鏡頭的光。因此，盡管 LCD 與 OLED 相比具有較低的原生對(duì)比度，但 EPM 消除了所有不必要的雜散光意味著 LCD 的凈圖像對(duì)比度實(shí)際上比 OLED 所能提供的要高得多。

Chris Chinnock：我認(rèn)為 EPM 不適用于 OLED 面板，因?yàn)槟枰獙D像平面與照明源分開?

Shawn Kelly：對(duì)。EPM 工作的原理是，從 LED 陣列的每個(gè)光源照射到顯示面板上的光都是非常定向的，因此該陣列的圖像形成了一個(gè)出口瞳孔，而從發(fā)光顯示器(如OLED)的每個(gè)像素發(fā)出的光呈角度分布成一個(gè)非常大的立體角，幾乎所有的光都不能到達(dá)用戶的眼睛。

Chris Chinnock： 回到出口瞳孔，如果出口瞳孔越小越好，那為什么不把它弄得越小越好呢?

Shawn Kelly：（我們）提供了許多用戶可調(diào)節(jié)的出口瞳孔設(shè)置，允許在帶有 EPM 的頭顯中自定義個(gè)人觀看環(huán)境。一些頭顯可能不會(huì)提供一個(gè)完美的適合每個(gè)用戶的設(shè)置，所以一個(gè)較大的出口瞳孔可能需要補(bǔ)償錯(cuò)位。在另一種極端情況下，有些用戶可能在一個(gè)極端的游戲環(huán)境中，他們更傾向于使用一個(gè)非常小的出瞳，即使它部分地降低了外圍內(nèi)容的強(qiáng)度(例如通過(guò)虛影)，以提高圖像質(zhì)量(盡管其中一些問題可以通過(guò)顯示的非均勻強(qiáng)度調(diào)制來(lái)解決)。像素可見性也是一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)(即紗窗效應(yīng))，隨著對(duì)比度和清晰度的增加，它自然會(huì)變得更大。

對(duì)于每個(gè)用戶來(lái)說(shuō)，可能都有一個(gè)理想的設(shè)置，即將出瞳設(shè)置為降低清晰度以隱藏像素結(jié)構(gòu)。因此，提供一系列的出口瞳孔設(shè)置似乎可以根據(jù)個(gè)人喜好提供最佳的用戶體驗(yàn)。

Chris Chinnock： EPM 的設(shè)計(jì)如何允許設(shè)置不同的出口瞳孔大小?

Shawn Kelly：（我們）提供許多用戶可調(diào)節(jié)的出口瞳孔設(shè)置(通過(guò)預(yù)先確定的LED光源的開/關(guān)安排)，允許在 EPM 頭顯中個(gè)人定制觀看環(huán)境。

Chris Chinnock： Panamorph 會(huì)生產(chǎn)自己的頭顯嗎?

Shawn Kelly：一切皆有可能，但目前我們的目標(biāo)是將這項(xiàng)技術(shù)授權(quán)給現(xiàn)有的頭顯制造商，讓他們將帶有 EPM 的新頭顯推向市場(chǎng)，而不是通過(guò)內(nèi)部能力的增長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

Chris Chinnock： EPM 是一項(xiàng)專有技術(shù)嗎?

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Shawn Kelly：是的，我們?cè)诿绹?guó)有多項(xiàng)綜合專利，在美國(guó)、中國(guó)和日本還有其他待審專利。

來(lái)源：displaydaily