Вигнутий масив лінз дозволив створити компактний 180-градусний VR-шолом

Інженери з компанії Intel створили прототип VR-шолома з полем зору 180 градусів по горизонталі, що саме по собі рідко для таких пристроїв, а також набагато більш компактною конструкцією, ніж у існуючих аналогів. Стаття була представлена на конференції IEEE VR 2020 і опублікована на сайті авторів.

Є кілька ключових параметрів VR-шоломів, що відповідають за реалістичність і почуття занурення у віртуальний світ: щільність пікселів в екранах шолома, поле зору і частота оновлення зображення. Щільність пікселів і частота оновлення поступово зростають у міру розвитку технологій виробництва екранів, а з полем зору ситуація складніша, тому що для його збільшення необхідно розробляти нові конструкції лінз або екранів. На поточний момент в популярних VR-шоломах поле зору по горизонталі становить 90-110 градусів, тоді як у людини воно становить 210 градусів. Існує кілька нішевих VR-шоломів (Pimax, Xtal і StarVR) з полем зору приблизно рівним людському, але в них використовуються дуже великі оптичні елементи і екрани, тому вони дуже громіздкі (приблизно в два рази ширші голови).

Рональд Азума (Ronald Azuma) і його колеги з дослідницького підрозділу Intel змогли збільшити поле зору VR-шолома майже до рівня людського, не збільшивши при цьому розмір всього пристрою. Оптична система складається не з пари лінз, а з двох масивів. Кожен з масивів складається з десятків окремих лінз. Масив складається з десяти однакових рядків по п'ять лінз, але всередині цього ряду геометрія лінз неоднакова і змінюється від центральної лінзи до верхньої і нижньої. Це дозволяє значно поліпшити якість зображення у верхній і нижній частинах поля зору. По горизонталі поле зору нового VR-шолома становить 180 градусів.

Оскільки масив лінз сильно вигнутий, інженери використовували вигнуті екрани. Їх вони взяли з двох смартфонів Samsung Galaxy S9. У початковому вигляді вони покриті склом і не рухаються, але, як і інших екранів із загнутими краями, сама матриця гнучка. Відокремивши скло, інженери отримали можливість вигнути екрани під своє завдання і зафіксували їх недалеко від лінз.

У нинішньому вигляді у прототипу є кілька обмежень. По-перше, межі між лінзами вносять спотворення і частково помітні оку. Потенційно це можна виправити за допомогою зменшення лінз за аналогією з мікролінзами в дисплеях. По-друге, оскільки розробники використовували екрани смартфонів, драйвери для них, як і для інших вигнутих екранів невеликого розміру, недоступні, тому їм довелося прикріпити обидва смартфони до шолома. Але це обмеження стосується лише дослідницьких проектів і не є перешкодою для великих виробників пристроїв.

У 2018 році Oculus, один з основних розробників VR-шоломів, показав прототип шолома з механічною системою фокусування. Він може рухати екрани ближче або далі від користувача і змінювати різкість різних віртуальних об'єктів.