Microsoft patenteert methode voor het genereren van 4K Mixed Reality virtuele beelden

De resolutie van virtuele beelden in uw gezichtsveld is een belangrijk element van wat mixed reality overtuigend en meeslepend maakt.

Veel Mixed Reality-systemen gebruiken laserscanning via MEMS-spiegelsystemen om afbeeldingen te genereren, maar de fysica van deze systemen maakt het moeilijk om afbeeldingen met een hoge resolutie te maken, waarbij de resolutie van het beeld afhankelijk is van hoe snel de spiegel het laserlicht reflecteert en richt. Actie.

In het patent legt Microsoft uit:

De huidige MEMS-technologie stelt echter een bovengrens aan spiegelscansnelheden, waardoor de schermresolutie wordt beperkt. Een horizontale scansnelheid van 27 kHz in combinatie met een verticale scansnelheid van 60 Hz kan bijvoorbeeld een verticale resolutie van 720p opleveren. Aanzienlijk hogere verticale resoluties (bijv. 1440p, 2160p) kunnen gewenst zijn, met name voor implementaties van dichtbijgelegen beeldschermen, waar 720p en vergelijkbare verticale resoluties wazig en met een lage resolutie kunnen lijken. Hoewel een verhoging van de horizontale en/of verticale scansnelheid de schermresolutie zou verhogen, kan de eerste technologisch onhaalbaar zijn, terwijl de laatste het stroomverbruik verhoogt. Verder kunnen hoge scansnelheden ten minste gedeeltelijk de spiegelscanhoek en apertuur beperken, waar grotere waarden ook gewenst zijn. Bovendien kan het ondersteunen van een hogere resolutie ook een grotere spiegelgrootte vereisen vanwege de diffractielimiet die gepaard gaat met kleinere "pixel" -formaten. Het gebruik van een dergelijke grotere spiegel kan de moeilijkheden bij het bereiken van hogere resoluties met aftastschermen verder vergroten, aangezien de grotere spiegel tot een lagere aftastfrequentie leidt.

Microsoft heeft een nieuwe oplossing voor het probleem - in plaats van te proberen de spiegel sneller te laten trillen, stelt Microsoft voor om eenvoudig een tweede, offset-laser te gebruiken, waardoor deze de dubbele resolutie kan aanpakken zonder de spiegelhardware te upgraden.

Zij schrijven:

Zoals hieronder beschreven, kan een geïnterlinieerde modus voor het bedienen van meerdere lasers worden gecombineerd met variabele scansnelheden en/of faseverschuivingen tussen geïnterlinieerde frames om de gewenste afstand tussen laseruitvoer te bereiken, wat op zijn beurt de gewenste beeldpixelafstand en resolutie oplevert. Door het gebruik van meerdere lasers kunnen meerdere lijnen per spiegelperiode worden gescand, waardoor een hogere resolutie kan worden bereikt zonder de spiegelscanfrequenties te verhogen, en maakt het ook mogelijk om grotere spiegels te gebruiken, wat kan helpen problemen te voorkomen met de pixelgrootte die wordt opgelegd door diffractielimieten.

Microsoft belooft ook eye-tracking te gebruiken, zodat Microsoft zich kan concentreren op de uitvoer met hogere resolutie van het deel van de afbeelding waar de gebruiker naar kijkt, wat energie en rekenwerk bespaart.

De technologie is toepasbaar op een verscheidenheid aan uitvoermethoden, waaronder golfgeleiders zoals in de HoloLens, maar ook laserprojectie-tv's en andere systemen die gebruik maken van lasers en MEMS.

Microsoft zal naar verwachting begin volgend jaar hun opvolger van de HoloLens uitbrengen, en het valt nog te bezien of ze een aantal van deze technologieën in hun nieuwe headset zullen implementeren, vooral nu Magic Leap een apparaat heeft uitgebracht dat enigszins is verbeterd op de HoloLens 1 , met functies zoals een verbeterd gezichtsveld.

Het volledige patent kan hier worden gezien.