LCD-hackingtrick kan göra virtuell verklighet mer verklig

Att ta på dig ett par virtuell verklighetsglasögon som Oculus Rift kan omedelbart transportera dig till en annan plats. Men att kunna se pixlarna som utgör den datoriserade världen kan vara en knasig påminnelse om att din hjärna luras av en LCD-panel fäst vid ditt ansikte.

Tydligare vy: Ett mycket högupplöst prototyp av virtual reality-headset skapat med komponenter från två LCD-skärmar.

Forskare på Nvidia har nu en möjlig lösning. De har byggt en prototyp VR-headset för att demonstrera en teknik som kan fyrdubbla pixeltätheten hos en LCD-panel. De kallar sin nya design – gjord genom att modifiera två vanliga LCD-paneler – en kaskadbildskärm.

Detta är användbart i applikationer som en huvudmonterad skärm, där varje pixel ser riktigt stor ut eftersom den är väldigt nära ditt öga, säger David luebke , senior chef för grafisk forskning på Nvidia.

Även om konkurrensen bland smartphonetillverkare har lett till betydande ökningar av pixeltätheten för kommersiella LCD-paneler de senaste åren, packar skärmarna på marknaden idag inte pixlar tillräckligt tätt för att de ska vara osynliga på mycket nära håll.

Nvidia-designen utnyttjar det faktum att LCD-paneler använder en rad små slutare som kontrollerar synligheten för enskilda pixlar. Forskarna extraherade uppsättningen av luckor från en LCD-panel och placerade dem sedan över dem i en annan panel med samma design. Det extra lagret är placerat så att dess pixlar bara är något förskjutna från de på panelen nedan. Gränserna för det extra slutarskiktet delar upp varje pixel på panelen nedan i fyra mindre områden – det här är pixlarna i den nya, kaskadformade skärmen.

Denna design minskar skärmens ljusstyrka, eftersom ljus måste passera genom fler komponenter för att nå betraktaren. Men detta är inte kritiskt för ett VR-headset, där skärmen är nära ögat i ett mörkt utrymme.

Att använda den extra tätheten kräver några matematiska trick, för när en slutare i den övre arrayen ändrar sin ljusstyrka, påverkar det fyra av pixlarna som är synliga för en person som tittar på skärmen. Nvidia-forskarna har utvecklat mjukvara som kan översätta flödet från en video eller ett spel till instruktioner för varje lager för att skapa den önskade bilden för en tittare.

Kaskadbildsskärmar kan också erbjuda en ökad bildhastighet, vilket gör att rörliga bilder ser jämnare ut. Att ställa in panelerna för att uppdateras osynkroniserade med varandra gör att någon som använder skärmen ser nya bildrutor med dubbelt så hög hastighet som varje enskild panel uppdaterar.

Pixeltäthet är långt ifrån den enda faktorn som påverkar kvaliteten på virtuell verklighetsupplevelser. Doug Bowman , en professor vid Virginia Tech, säger att hans forskning tyder på att ett bredare synfält kanske har den starkaste effekten på hur nedsänkta människor känner sig i ett virtuellt utrymme och hur bra de presterar vid uppgifter i det.

En anledning till att Rift har blivit så väl mottagen är att den erbjuder ett brett synfält jämfört med tidigare headset, till en relativt låg kostnad. Men även Rifts 100-graders synfält ålägger människor som bär det ett slags tunnelseende, eftersom det mänskliga synfältet är nära 180 grader. Skärmar med högre pixeltäthet skulle kunna göra det möjligt att klämma in fler pixlar i ett headset så att när de sprids över ett brett synfält med linser – som i designen av Oculus Rift – förblir de relativt tätt packade.

Dölj