ผลงานใหม่ล่าสุดของนักวิจัยจาก Nvidia ที่แสดงผลงานใหม่กับแว่น VR โฮโลแกรมที่มีความบางแต่มีมุมมองมากกว่าแว่น VR หลายแบรนด์ในท้องตลาด

ทีมนักวิจัยจาก NVIDIA และ Stanford ได้ตีพิมพ์บทความใหม่ที่แสดงแว่นตา VR แบบบางแบบโฮโลแกรม จอแสดงผลสามารถแสดงเนื้อหาโฮโลแกรมที่แท้จริงได้ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาเรื่องที่พักใกล้ฝั่ง แม้ว่าต้นแบบการวิจัยที่แสดงหลักการจะเล็กกว่ามากในด้านการมองเห็น ก่อนการประชุม SIGGRAPH 2022 ที่กำลังจะมีขึ้นในปีนี้ ได้สาธิตจอแสดงผล VR ระยะใกล้ที่สามารถใช้แสดงภาพแบนหรือโฮโลแกรมในรูปแบบกะทัดรัดได้ บทความนี้ยังสำรวจตัวแปรที่เชื่อมโยงถึงกันในระบบที่ส่งผลต่อปัจจัยในการแสดงผลหลัก เช่น ระยะการมองเห็น ช่องมองภาพ และการบรรเทาตา นอกจากนี้ นักวิจัยยังได้สำรวจอัลกอริธึมต่าง ๆ สำหรับการแสดงผลภาพอย่างเหมาะสมที่สุดเพื่อคุณภาพของภาพที่ดีที่สุด

แว่น VR ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดไม่ได้ปรับปรุงขนาดมากนักในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ส่วนใหญ่เป็นเพราะข้อจำกัดทางแสง แว่น VR ส่วนใหญ่ใช้จอแสดงผลเพียงจอเดียวและเลนส์ธรรมดา ในการโฟกัสแสงจากจอแสดงผลเข้าสู่ดวงตาของคุณ เลนส์จะต้องอยู่ห่างจากจอแสดงผลเป็นระยะๆ ยิ่งใกล้ยิ่งภาพจะหลุดโฟกัส การขจัดช่องว่างระหว่างเลนส์และจอแสดงผลจะช่วยปลดล็อกปัจจัยรูปแบบที่เป็นไปไม่ได้สำหรับแว่น VR ก่อนหน้านี้ เป็นที่เข้าใจกันว่ามีการวิจัยและพัฒนามากมายที่สำรวจวิธีการทำสิ่งนี้ บทความที่ตีพิมพ์ใหม่ในชื่อ Holographic Glasses for Virtual Reality ทีมงานแสดงให้เห็นว่ามันสร้างการแสดงผลแบบโฮโลแกรมโดยใช้โมดูเลเตอร์แสงเชิงพื้นที่รวมกับท่อนำคลื่นแทนที่จะเป็นเลนส์แบบเดิม

ทีมงานได้สร้างทั้งแบบจำลองแบบตั้งโต๊ะขนาดใหญ่ เพื่อสาธิตวิธีการหลักและทดลองกับอัลกอริธึมต่างๆ สำหรับการเรนเดอร์ภาพเพื่อคุณภาพการแสดงผลที่เหมาะสมที่สุด และโมเดลเครื่องแต่งตัวขนาดกะทัดรัดเพื่อสาธิตปัจจัยด้านรูปแบบ ภาพที่คุณเห็นจากฟอร์มแฟกเตอร์ที่คล้ายกับแว่นตาขนาดกะทัดรัดไม่ได้รวมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในการขับเคลื่อนจอแสดงผล (เนื่องจากขนาดของส่วนนั้นของระบบอยู่นอกขอบเขตสำหรับการวิจัย)

เราอาจจำได้ว่าในขณะที่ Meta Reality Labs เผยแพร่ผลงานของตัวเองบนแว่น VR ขนาดแว่นตาขนาดกะทัดรัด แม้ว่างานดังกล่าวจะเกี่ยวข้องกับโฮโลแกรม (เพื่อสร้างเลนส์ของระบบ) แต่ก็ไม่ใช่ “การแสดงผลแบบโฮโลแกรม” ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถแก้ปัญหาเรื่องค่าที่พักซึ่งพบได้บ่อยในจอแสดงผล VR หลาย ๆ รุ่น

ในทางกลับกัน นักวิจัยของ Nvidia-Stanford เขียนว่าระบบแว่นตาโฮโลแกรมของพวกเขาเป็นการแสดงผลแบบโฮโลแกรม ซึ่งพวกเขาอ้างว่าเป็นข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครของแนวทางของพวกเขา อย่างไรก็ตาม ทีมงานยังเขียนด้วยว่าสามารถแสดงภาพแบนทั่วไปบนหน้าจอได้เช่นกัน (ซึ่งเหมือนกับแว่น VR ทั่วไปที่สามารถบรรจบกันเพื่อมุมมองสามมิติ)

nvidia-holographic-vr-glasses-4

ไม่เพียงเท่านั้น แต่โปรเจ็กต์แว่นตาโฮโลแกรมยังมีความหนาเพียง 2.5 มม. ซึ่งบางกว่า โปรเจ็กต์ Reality Labs ที่มีความหนา 9 มม.ทีมงาน Nvidia-Stanford ชี้ให้เห็นถึงข้อจำกัดของงานอย่างรวดเร็ว แต่ประการหนึ่งระบบที่สวมใส่มีมุมมองภาพแนวทแยง 22.8° ในแนวทแยง พร้อม eye-box ขนาด 2.3 มม. ที่เล็กพอ ๆ กัน ทั้งสองอย่างนี้มีขนาดเล็กเกินไปที่จะใช้งานกับแว่น VR ที่ใช้งานได้จริง

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยเขียนว่าขอบเขตการมองเห็นที่จำกัดนั้นส่วนใหญ่มาจากการทดลองผสมส่วนประกอบใหม่ ๆ ที่ไม่ได้รับการปรับแต่งให้ทำงานร่วมกันได้ดีที่สุด พวกเขาอธิบายว่าการขยายขอบเขตการมองเห็นอย่างมากนั้นส่วนใหญ่เป็นเรื่องของการเลือกส่วนประกอบเสริม สำหรับ eye-box ขนาด 2.3 มม. (ระดับที่สามารถเห็นภาพที่เรนเดอร์ได้) มันเล็กเกินไปสำหรับการใช้งานจริง อย่างไรก็ตาม นักวิจัยเขียนว่าพวกเขาได้ทดลองด้วยวิธีง่าย ๆ ในการขยายขอบเขต

ด้วยการเพิ่มระบบ Eye-Tracking พวกเขาแสดงให้เห็นว่า eye-box สามารถขยายไดนามิกได้ถึง 8 มม. โดยการเปลี่ยนมุมของแสงที่ส่งไปยังท่อนำคลื่น จริงอยู่ที่ 8 มม. ยังคงเป็น eye-box ที่แคบมาก และอาจเล็กเกินไปสำหรับการใช้งานจริงเนื่องจากระยะการคลายสายตาที่แตกต่างกันและวิธีที่แว่นตาวางอยู่บนศีรษะ จากผู้ใช้รายหนึ่งไปสู่อีกราย แต่มีตัวแปรในระบบที่สามารถปรับเปลี่ยนเพื่อเปลี่ยนปัจจัยการแสดงผลที่สำคัญ เช่น eye-box นักวิจัยได้กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรเหล่านี้โดยผ่านงานของพวกเขา โดยให้มุมมองที่ชัดเจนว่าจะต้องมีการแลกเปลี่ยนอะไรบ้างเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน

nvidia-holographic-vr-glasses-1
ตัวอย่างการแสดงผลที่ได้รับการออกแบบโดย Nvidia และ Stamford

ตามที่แสดง ขนาดช่องมองนั้นสัมพันธ์โดยตรงกับระยะพิทช์พิกเซล (ระยะห่างระหว่างพิกเซล) ของโมดูเลเตอร์แสงเชิงพื้นที่ ในขณะที่ระยะการมองเห็นนั้นสัมพันธ์กับขนาดโดยรวมของโมดูเลเตอร์แสงเชิงพื้นที่ ข้อจำกัดในการคลายสายตาและมุมบรรจบกันก็แสดงให้เห็นเช่นกัน ซึ่งสัมพันธ์กับการคลายสายตาที่ต่ำกว่า 20 มม. (ซึ่งนักวิจัยพิจารณาถึงขีดจำกัดของปัจจัยรูปแบบ “แว่นตา” ที่แท้จริง)

การวิเคราะห์นี้เป็นส่วนสำคัญของบทความโดยมีชื่อเรียกว่า “พื้นที่การค้าด้านการออกแบบ” ซึ่งพวกเขานั้นได้อธิบายเอาไว้ว่า “ด้วยการออกแบบและต้นแบบการทดลองของเรา เราหวังว่าจะกระตุ้นการวิจัยและวิศวกรรมใหม่ ๆ ไปสู่จอแสดงผล VR ที่สวมใส่ได้ตลอดทั้งวันที่บางเฉียบด้วยปัจจัยรูปแบบที่เทียบได้กับแว่นตาทั่วไป”