Сотрудники Sony Interactive Entertainment из Японии представили исследовательский проект по разработке очков виртуальной реальности, которые достигают горизонтального угла обзора 220 градусов для обоих глаз и разрешения до 110 пикселей на градус благодаря сочетанию особых дисплеев, линз и программного обеспечения для калибровки и коррекции изображения в реальном времени.
В проверке экспериментального прототипа инженеры создали сферический видеоплеер сверхвысокого разрешения (приблизительно 32K) и особую среду выполнения для игровых движков. А в отчёте о результатах они описали конфигурирование, калибровку оборудования, а также анкету, которая помогла собрать мнения о производительности системы и пользовательском опыте.
Обычные потребительские очки, такие как Quest или Pico, имеют горизонтальный угол обзора приблизительно 110° на глаз и разрешение 20 пикселей на градус, говорят авторы работы. При использовании одной обычной линзы для одного дисплея «существует неотъемлемый компромисс между углом обзора и разрешением», которое не могут до конца нивелировать достижения в оптике. Целью исследования стало преодоление этого ограничения, чтобы достичь открыть дорогу к расширению характеристик очков и до возможностей человеческих глаз.
Оптическим решением стали две объединённые линзы для каждого глаза, каждая с полем зрения приблизительно 100°, расположенные под углом 60°. Так удалось добиться угла обзора 155° на глаз. Систему оснастили механизмом регулировки межзрачкового расстояния в диапазоне от 59 до 72 мм. За отслеживание позиции в пространстве по шести осям отвечали два датчика с глобальным затвором и один инерциальный измерительный блок.
Роль фона для периферийного зрения выполняли две гибкие панели OLED (6,7 дюйма, 2400×1080), которые изогнули перпендикулярно оптическим осям двух линз, чтобы каждый дисплей давал два изображения — спереди и сбоку. Так вертикальное поле зрения составило 100°, а горизонтальное — 155°, а разрешение достигло примерно 10 пикселей на градус. Для его повышения на оптической оси передней линзы поставили наклонное зеркало, отражающее в глаз изображение с миниатюрного дисплея microOLED (1,3 дюйма, 3456×3840). Наложенное на фон, оно довело разрешение в центре поля зрения, в области 35° по горизонтали и вертикали, до 110 пикселей на градус с пиковой частотой обновления 120 Гц.
Для визуального смешивания изображений с нескольких линз и дисплеев в бесшовный экран потребовались как механические, так и цифровые коррекции. Физически центральный и фоновый дисплеи находились на разном расстоянии от глаза и смещались друг относительно друга. Исследователи применили механическое выравнивание с использованием параллакса движения и точностью до 0,1 мм, а также устранили расхождения в требуемых положениях изображения для фронтального и бокового видов, вызванные несовпадением оптических осей.
Различия в характеристиках дисплеев и изменения яркости из-за применения зеркала потребовали дополнительных коррекций цветовым калибратором.
Программное обеспечение выполняло преобразование цветов, регулировало положение изображений, корректировало искажения и, наконец, выводило картинку на дисплеи. Для этого оно использовало шесть буферов: два буфера низкого разрешения на глаз для фонового дисплея и один на глаз для микродисплея. Этот процесс позволил воспринимать составные виртуальные изображения как единое целое.
К сожалению, сотрудники Sony не рассказали, когда и как их технология может оказаться в серийных очках. Однако, ознакомившись с отчётом (PDF), приблизить момент масштабного усиления характеристик этих устройств смогут инженеры по всему миру. А японцы получат заказы на используемые компоненты, такие как датчики с глобальным затвором.
Не пропускайте важнейшие новости о дополненной и виртуальной реальности — подписывайтесь на Голографику в Telegram, ВК и Twitter! Поддержите проект на Boosty.
Далее: Sony показала отслеживание рук на PlayStation VR2 и заявила, что функция уже работает в SDK
