Microsoft патентует метод создания виртуальных образов 4K Mixed Reality

Разрешение виртуальных изображений в вашем поле зрения является основным элементом того, что делает смешанную реальность убедительной и захватывающей.

Многие системы Mixed Reality используют лазерное сканирование с помощью зеркальных систем MEMS для создания изображений, но физика этих систем затрудняет создание изображений с высоким разрешением, при этом разрешение изображения зависит от того, насколько быстро зеркало, отражающее и направляющее лазерный свет, может переехать.

В патенте Microsoft объясняет:

Однако современная технология MEMS устанавливает верхний предел скорости сканирования зеркала, что, в свою очередь, ограничивает разрешение дисплея. Например, частота горизонтальной развертки 27 кГц в сочетании с частотой вертикальной развертки 60 Гц может дать разрешение по вертикали 720p. Может потребоваться значительно более высокое разрешение по вертикали (например, 1440p, 2160p), особенно для экранов, расположенных рядом с глазами, где 720p и аналогичные разрешения по вертикали могут казаться размытыми и иметь низкое разрешение. Хотя увеличение скорости горизонтальной и/или вертикальной развертки увеличило бы разрешение дисплея, первое может быть технологически неосуществимым, а второе увеличивает энергопотребление. Кроме того, высокие скорости сканирования могут, по меньшей мере, частично ограничивать угол сканирования зеркала и апертуру, где также желательны большие значения. Кроме того, поддержка более высокого разрешения также может потребовать большего размера зеркала из-за дифракционного предела, связанного с меньшим размером «пикселя». Использование такого большего зеркала может еще больше усложнить достижение более высоких разрешений на сканирующих дисплеях, поскольку большее зеркало приводит к более низкой частоте сканирования.

У Microsoft есть новое решение этой проблемы — вместо того, чтобы пытаться заставить зеркало вибрировать быстрее, Microsoft предлагает просто использовать второй, офсетный лазер, позволяющий удвоить разрешение без модернизации оборудования зеркала.

Они пишут:

Как описано ниже, чересстрочный режим работы нескольких лазеров может сочетаться с переменными скоростями сканирования и/или фазовыми сдвигами между чересстрочными кадрами для достижения желаемого интервала между выходными сигналами лазера, что, в свою очередь, дает желаемый интервал между пикселями изображения и разрешение. Использование нескольких лазеров позволяет сканировать несколько линий за зеркальный период, что позволяет достичь более высокого разрешения без увеличения частоты зеркального сканирования. а также позволяет использовать зеркала большего размера, что может помочь избежать проблем с размером пикселя, обусловленных дифракционными ограничениями.

Microsoft также обещает использовать отслеживание взгляда, чтобы Microsoft могла сосредоточиться на выводе более высокого разрешения той части изображения, на которую фактически смотрит пользователь, что экономит энергию и вычислительную работу.

Эта технология применима к различным методам вывода, включая волноводы, такие как HoloLens, а также лазерные проекционные телевизоры и другие системы, в которых используются лазеры и МЭМС.

Ожидается, что Microsoft выпустит своего преемника HoloLens в начале следующего года, и еще неизвестно, будут ли они внедрять некоторые из этих технологий в свою новую гарнитуру, особенно сейчас, когда Magic Leap выпустила устройство, которое несколько улучшило HoloLens 1. , с такими функциями, как улучшенное поле зрения.

Полный патент можно увидеть здесь.