Facebook выиграл патент на HMD, который сочетает в себе большой дисплей с низким разрешением и небольшой дисплей с высоким разрешением. Изображение с дисплея высокого качества направлено на глаз пользователя для достижения разрешения «сетчатки». Таким образом, достигается угловое разрешение, которое совпадает по качеству с человеческим глазом.
Компания Facebook, а точнее ее подразделение Oculus, активно занимается VR гарнитурами и сервисами. Скорее всего, изобретатели патента являются сотрудниками Facebook Reality Lab.
Комбинация двух дисплеев
В патенте описывается гарнитура, оснащенная фовеальным рендерингом с отслеживанием глаз (подробности о технологии здесь). При обычном фовеальном рендеринге используется по одной панели на глаз и снижается качество изображения в тех областях дисплея, которые находятся на периферии зрения.
В этом документе описывается принцип, при котором изображение высоко качества отправляется на второй гораздо меньший дисплей, называемый «вставным дисплеем». Управляемое зеркало и оптический объединитель затем проецируют этот дисплей на линзу в ту позицию, на которую направлен глаз пользователя. Части изображения виртуального мира с низким разрешением, не находящиеся непосредственно перед глазным яблоком, воспроизводятся на главном дисплее и увеличиваются непосредственно линзой.
В результате получается дисплей, который объединяет экраны с низким и высоким разрешением и создает опыт, который примерно соответствует уровню детализации, доступному человеческому глазу. Если отслеживание глаз реализовано достаточно хорошо, то пользователь даже не заметит разницу качества изображения в разных частях поля зрения гарнитуры.
Разве это не Varjo?
Этот патент может показаться вам знакомым, если вы слышали о финской компании Varjo. Текущий прототип Varjo также имеет вставной и фоновый дисплеи, но область высокого разрешения зафиксирована по центру и не адаптируется к позиции глаза. В будущем Varjo надеется создать гарнитуру с отслеживанием глаз, которая кажется удивительно похожей на то, что описано в недавнем патенте Facebook.
Varjo также получил патент на эту технику. Facebook подал заявку раньше Varjo, но патент Varjo был утвержден раньше. Неясно, насколько эти методы отличаются друг от друга.
Вставной микродисплей
Диаграмма в сопроводительных документах патента упоминает разрешение и потенциального поставщика дисплея. В документе значится микродисплей с разрешением 1920 × 1200 от eMagin. Вероятно, это тот инновационный OLED микродисплей для VR гарнитур, о котором не так давно рассказывал генеральный директор eMagin. Такие устройства более дорогостоящие при производстве, но менее габаритные и потребляют меньше энергии. Точное разрешение периферийного дисплея не указано.
Ошеломляющее угловое разрешение
На другой диаграмме отмечено вертикальное поле зрения проекции вставного дисплея − 17 градусов. Учитывая его вертикальное разрешение в 1200 единиц, то он должен обеспечивать среднее вертикальное угловое разрешение примерно 70 пикселей на градус (PPD). Гарнитура Oculus Go с самым высоким разрешением среди устройств компании, имеет угловое разрешение примерно 15 PPD.
Достижение такого рода PPD на едином большом дисплее пока невозможно с помощью традиционных систем отображения виртуальной реальности. Это не только слишком затратный, но еще и нецелесообразный подход. Даже гарнитура с гипотетическим разрешением 4000 × 4000 на глаз и полем зрения 140 градусов, предсказанная на 2021 год Майклом Абрашем, будет иметь около 30 PPD.
Многообещающий, но всё же просто патент
Важно отметить, что компании все время патентуют различные технологии, и большинство из них никогда не попадают в потребительские продукты. Цветные микродисплеи такого разрешения могут стоить тысячи долларов. Даже при массовом производстве вряд ли получится снизить стоимость такого устройства до приемлемого для потребителя уровня. Также могут возникнуть проблемы при практическом изготовлении такой сложной оптической комбинированной системы, описанной в этом патенте.