Дисплеи для отображения дополненной и виртуальной реальности в очках и гарнитурах бывают очень разными по способу и эффективному углу дополнения. В Google Glass это небольшой дисплей, который располагается в стороне от прямого взгляда пользователя и служит в основном для доставки уведомлений во время прогулок, занятий спором или работы. В игровой гарнитуре Oculus Rift, которая полностью закрывает оба глаза, создаётся несравнимо больший эффект погружения, но она исключает любой непосредственный контакт с внешним миром. Есть и компромисс — прозрачные дисплеи, которые могут доставлять инормацию в поле зрения человека через полупрозрачный светоделитель, не закрывая обзор. Как правило они тяжелы и громоздки.
Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и офиса Nvidia Research в Дареме разработали собственный уникальный подход для наложения картинки на широкий угол поля зрения без использования обычной оптической системы, вместо которой работает массив пикселей «точечного света» («pinlight»). Полученные в результате работы очки имеют поле наложения шириной 110 градусов (аналогично Rift).
Свет от разреженного гексагонального массива пикселей точечного света проходит через пространственный модулятор для получения широкого поля видимого изображения сетчаткой глаза. Массив и модулятор (один на каждый глаз) установлены в оправы для очков, превратившись таким образом в лёгкий нательный дисплей дополненной реальности.
Каждый массив пикселей состоит из прозрачного акрилового листа с белой подсветкой по краям и гексагональной решёткой из маленьких углублений, которые улавливают весь отражённый свет и создают точечно направленные лучи. Таким же образом, как камера-обскура может снимать без линзы, такой массив устраняет необходимость в фокусирующей оптике, кроме зрачка пользователя.
Между глазом и массивом пикселей на расстоянии 13,5 миллиметра от него помещается пространственный модулятор света (в прототипе использовался коммерчески доступный монохромный жидкокристаллический дисплей Sony). Световой конус, ограничиваемый одним писелем точечного луча и зрачком пересекает круглую область на модуляторе — что отображается на нём, то попадает и на обратную сторону сетчатки глаза. Весь массив даёт множество совмещаемых в итоге изображений для формирования картинки на дисплее. Разрешение прототипа составило около 250 точек в ширину.
В проекте есть несколько моментов, над которыми предстоит поработать. Например, из-за того, что световые конусы круглые, сложение световых дисков в единое изображение даёт области, в которых свет либо перекрывается, либо не покрывает некоторые участки. Кроме того прозрачность прототипа составила лишь 23 процента — дифракция на модуляторе вызвала уменьшение прозрачности, а смена позиции дисплея или даже смена зрачков (ведь по размерам они у разных людей не одинаковы) вызывали изменение картинки.
У исследователей есть идеи касаемо решения перечисленных проблем, в том числе использование лучшего модулятора, добавление системы слежения за положением глаз или даже работа с динамическим массивом пикселей из органических светодиодов. Один из членов команды исследователей со стороны Университета Северной Каролины Кёртис Келлер (Kurtis Keller) уже разработал более эффективный массив, хотя тот пока не изготовлен. Учёный отмечает важность системы слежения за положением глаза и говорит, что работы над ней уже ведутся.
По материалам LaserFocusWorld
