Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Изогнутый массив линз позволил создать компактный 180-градусный VR-шлем

Joshua Ratcliff et al. / IEEE VR 2020

Инженеры из компании Intel создали прототип VR-шлема с полем зрения 180 градусов по горизонтали, что само по себе редко для таких устройств, а также гораздо более компактной конструкцией, чем у существующих аналогов. Статья была представлена на конференции IEEE VR 2020 и опубликована на сайте авторов.

Есть несколько ключевых параметров VR-шлемов, отвечающих за реалистичность и чувство погружения в виртуальный мир: плотность пикселей в экранах шлема, поле зрения и частота обновления изображения. Плотность пикселей и частота обновления постепенно растут по мере развития технологий производства экранов, а с полем зрения ситуация сложнее, потому что для его увеличения необходимо разрабатывать новые конструкции линз или экранов. На текущий момент в популярных VR-шлемах поле зрения по горизонтали составляет 90-110 градусов, тогда как у человека оно составляет 210 градусов. Существует несколько нишевых VR-шлемов (Pimax, Xtal и StarVR) с полем зрения примерно равным человеческому, но в них используются очень большие оптические элементы и экраны, поэтому они очень громоздкие (примерно в два раза шире головы).

Рональд Азума (Ronald Azuma) и его коллеги из исследовательского подразделения Intel смогли увеличить поле зрения VR-шлема почти до уровня человеческого, не увеличив при этом размер всего устройства. Оптическая система состоит не из пары линз, а из двух массивов. Каждый из массивов состоит из десятков отдельных линз. Массив состоит из десяти одинаковых рядов по пять линз, но внутри этого ряда геометрия линз неодинакова и меняется от центральной линзы к верхней и нижней. Это позволяет значительно улучшить качество изображения в верхней и нижней частях поля зрения. По горизонтали поле зрения нового VR-шлема составляет 180 градусов.

Поскольку массив линз сильно изогнут, инженеры использовали изогнутые экраны. Их они взяли из двух смартфонов Samsung Galaxy S9. В изначальном виде они покрыты стеклом и не двигаются, но, как и других экранов с загнутыми краями, сама матрица гибкая. Отделив стекло, инженеры получили возможность изогнуть экраны под свою задачу и зафиксировали их недалеко от линз.

В нынешнем виде у прототипа есть несколько ограничений. Во-первых, границы между линзами вносят искажения и частично заметны глазу. Потенциально это можно исправить с помощью уменьшения линз по аналогии с микролинзами в дисплеях. Во-вторых, поскольку разработчики использовали экраны смартфонов, драйверы для них, как и для других изогнутых экранов небольшого размера, недоступны, поэтому им пришлось прикрепить оба смартфона к шлему. Но это ограничение касается лишь исследовательских проектов и не является препятствием для крупных производителей устройств.

В 2018 году Oculus, один из основных разработчиков VR-шлемов, показал прототип шлема с механической системой фокусировки. Он может двигать экраны ближе или дальше от пользователя и менять резкость разных виртуальных объектов.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.