Tyrėjai siūlo naują E-Ink XR ekraną, kurio skiriamoji geba gerokai viršija dabartines ausines

Grupė Švedijos mokslininkų pasiūlė naują elektroninio rašalo ekrano sprendimą, kuris ateityje galėtų padėti sukurti itin kompaktiškas tinklainės lygio VR ausines ir AR akinius.

Naujienos

Tradiciniai skleidžiantys ekranai mažėja, tačiau jie susiduria su fizinėmis ribomis; mažesni pikseliai skleidžia ne taip tolygiai ir suteikia ne tokią intensyvią šviesą, o tai ypač pastebima naudojant artimas akis programas, pvz., virtualiosios ir papildytos realybės ausines.

Neseniai paskelbtame moksliniame darbe Gamtatyrėjų komanda pristato, koks yra „tinklainės elektroninio rašalo ekranas“, kuris tikisi pasiūlyti naują sprendimą, visiškai nepanašų į šiuolaikinių VR ausinių ekranus, kurie vis dažniau naudoja mikro-OLED, kad sumažintų dydį ir svorį.

Straipsnį parašė mokslininkai, susiję su Upsalos universitetu, Umeå universitetu, Geteborgo universitetu ir Chalmerso technologijos universitetu Geteborge: Ade Satria Saloka Santosa, Yu-Wei Chang, Andreas B. Dahlin, Lars Österlund, Giovanni Volpe ir Kunli Xiong.

Nors įprastiniam elektroniniam popieriui sunku pasiekti raišką, reikalingą tikroviškiems, didelio tikslumo vaizdams, komanda siūlo naują elektroninio popieriaus formą su elektra reguliuojamais „metapikseliais“, kurių plotis yra tik apie 560 nanometrų.

Tai žada daugiau nei 25 000 pikselių colyje (PPI) – eilės tvarka tankesnį nei šiuo metu ausinėse, tokiose kaip Samsung Galaxy XR ar Apple Vision Pro, naudojami ekranai. Šių ausinių PPI yra apie 4000.

Kaip aprašyta straipsnyje, kiekvienas metapikselis yra pagamintas iš volframo trioksido (WO₃) nanodisku, kurie elektriškai redukuojant vyksta grįžtamuoju izoliatoriaus ir metalo perėjimu. Šis procesas dinamiškai keičia medžiagos lūžio rodiklį ir optinę sugertį, leidžiančią nanoskalės valdyti ryškumą ir spalvų kontrastą.

Iš tikrųjų, apšviestas aplinkos šviesos, ekranas gali sukurti ryškias, sodrias spalvas, daug plonesnes nei žmogaus plaukai, taip pat sodrią juodą atspalvį, kurio optinio kontrasto santykis yra apie 50 % – tai atspindi didelio dinaminio diapazono (HDR) ekvivalentą.

Ir komanda teigia, kad tai gali būti naudinga tiek AR, tiek VR ekranuose. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas konceptualus abiejų programų optinis rinkinys: A paveiksle pavaizduotas VR ekranas, o B paveiksle – AR ekranas.

Vis dėlto yra keletas pastebimų trūkumų. Be didžiulės skiriamosios gebos, ekranas pateikia spalvotą vaizdo įrašą „daugiau nei 25 Hz“, o tai yra žymiai mažesnis nei VR naudotojams reikalingas patogiam žiūrėjimui. Be santykinai mažo atnaujinimo dažnio, mokslininkai pažymi, kad tinklainės elektroniniam popieriui reikia toliau optimizuoti spalvų gamą, veikimo stabilumą ir tarnavimo laiką.

„Darbinės įtampos mažinimas ir alternatyvių elektrolitų tyrinėjimas yra perspektyvūs inžineriniai būdai, kaip padidinti įrenginio ilgaamžiškumą ir sumažinti energijos sąnaudas“, – aiškinama dokumente. „Be to, dėl itin didelės skiriamosios gebos taip pat būtina sukurti itin didelės skiriamosios gebos TFT matricas, skirtas nepriklausomam pikselių valdymui, kuris leis visiškai adresuojamus didelio ploto ekranus ir todėl yra svarbi ateities tyrimų ir technologijų plėtros kryptis.

Ir nors pats elektroninio popieriaus ekranas yra nepaprastai mažai galios, grafinio skaičiavimo supakavimas, kad šie metapikseliai būtų pritaikyti, taip pat bus iššūkis. Tai gera problema, bet problema vis tiek.

Mano paėmimas

Bent jau taip, kaip aprašyta dokumente, pagrindinė technologija galėtų sukurti XR ekranus, kurių dydis ir pikselių tankis priartėtų prie tokio dydžio ir pikselių tankio, kokio anksčiau nematėme. Ir pasiekti žmogaus regėjimo suvokimo ribas yra viena iš tų šventojo gralio akimirkų, kurių laukiau.

Vis dėlto labai svarbu, kad atnaujinimo dažnis būtų gerokai didesnis nei 25 Hz. Kaip aprašyta dokumente, 25 Hz yra tinkamas vaizdo įrašų atkūrimui, tačiau norint, kad būtų minimaliai patogu, norint mėgautis svaiginančia VR aplinka, reikia atnaujinti bent 60 Hz. 72 Hz yra geresnis, o 90 Hz yra standartas šiais laikais.

Taip pat smalsu pamatyti el. popierinį ekraną prieš žemesnės raiškos mikro-OLED šiuolaikinius modelius, jei tik noriu pamatyti, kaip siūlomas aplinkos apšvietimas gali pasiekti HDR. Man sunku apsukti galvą. Iš esmės, ekrano metapikseliai sugeria ir išsklaido aplinkos šviesą, panašiai kaip Vantablack – tikriausiai tai, ką reikia iš tikrųjų pamatyti asmeniškai, kad būtų galima patikėti.

Nepaisant sveiko skepticizmo, manau, kad tikrai nuostabu, kad mes net pradėjome pokalbį: esame toje vietoje, kur XR ekranai gali atkurti realybę, bent jau jūsų akimis.