En SIGGRAPH 2023 probé un prototipo de investigación Meta con resolución angular casi retinal, enfoque dinámico y corrección de distorsión dinámica.

Butterscotch Varifocal se basa en el prototipo original de Butterscotch Meta revelado el año pasado. Los prototipos de Butterscotch ofrecen una resolución angular de 56 píxeles por grado (PPD) de su visión, justo por debajo de los 60 píxeles por grado generalmente aceptados como lo que el ojo humano puede discernir. Eso es casi tres veces la resolución angular central de Quest Pro y el doble de Bigscreen Beyond.

Sin embargo, los investigadores de Meta no lograron esta resolución angular con ninguna tecnología innovadora o especializada. Los auriculares Butterscotch utilizan pantallas LCD estándar de 2880 × 2880 que generarían alrededor de 30 PPD en un auricular VR típico, pero combínelos con lentes con aproximadamente la mitad del campo de visión. El propósito aquí es demostrar cómo se siente la resolución retinal para eventualmente informar futuras prioridades de productos y decisiones de compensación. El prototipo no pretende proponer ninguna nueva tecnología específica para lograr una resolución retiniana en un campo de visión aceptable.

Varjo logra una resolución retinal en un campo de visión aún más pequeño en el mismo centro de la vista en sus auriculares comerciales existentes de más de $5000 y luego lo combina con una pantalla periférica de resolución angular mucho más baja.

Sin embargo, como sugiere el nombre, Butterscotch Varifocal no es solo una demostración de resolución retiniana. También incluye la tecnología varifocal de Meta's 2018 Prototipo de media cúpula.

En la realidad virtual, cada ojo tiene una perspectiva separada, por lo que obtienes una disparidad estéreo, pero esa es solo una señal que usa tu cerebro para determinar la profundidad. Todos los visores actuales del mercado tienen lentes de foco fijo. La imagen se enfoca a una distancia fija, normalmente unos pocos metros. Tus ojos apuntarán (convergirán o divergirán) hacia objetos virtuales, pero en realidad no podrán enfocarse (acomodarse) a la distancia virtual hacia ellos. Esto se denomina conflicto de acomodación de vergencia y causa fatiga visual y puede hacer que los objetos virtuales se vean borrosos de cerca.

El prototipo Half-Dome presentó una solución: rastrear hacia dónde apuntan los ojos y mover mecánicamente rápidamente los paneles de visualización hacia atrás o hacia adelante para ajustar el enfoque de forma dinámica. Butterscotch Varifocal incluye el mismo seguimiento ocular y actuadores mecánicos para hacer lo mismo.

El resultado de esta combinación de resolución angular casi retinal y ajuste de enfoque dinámico fue una vista de un mundo virtual sin pixelación ni alias visibles, donde podía distinguir hasta los detalles más pequeños en los objetos más pequeños y leer texto de cualquier tamaño. podía leer en el mundo físico. La tableta virtual y los teléfonos que muestran artículos con texto pequeño ni siquiera necesitaban usar las capas del compositor que John Carmack les dice repetidamente a los desarrolladores que son esenciales con los auriculares actuales. La densidad de píxeles aquí era tan alta que ya no se necesitan trucos como ese.

El factor limitante para distinguir los detalles finos ahora era mi vista, no el sistema de visualización de los auriculares. Es la situación opuesta a los auriculares VR de hoy y fue una mirada tentadora a la calidad visual que la VR ofrecerá al consumidor algún día.

Esta fue la primera vez que probé un auricular varifocal (muy pocas personas fuera de Meta lo han hecho) y pude encenderlo y apagarlo con solo presionar un botón. Cuando estaba activado, los objetos virtuales incluso permanecían nítidos cuando los acercaba increíblemente a mis ojos, hasta un mínimo de 20 centímetros. Eso tiene ventajas prácticas, pero noté algo más sutil cuando estaba activado el varifocal. El enfoque correcto hizo que el mundo virtual y los objetos dentro de él de repente se vieran y se sintieran más "reales". De hecho, algunos de los objetos de demostración fueron tan detallados que iría tan lejos como para decir que se sintieron enteramente real.

Le pregunté al director de investigación de sistemas de visualización de Meta, Douglas Lanman, sobre esto. Me dijo que si bien este efecto era algo que los investigadores de Meta conocen y discuten, la sensación subjetiva de realidad visual es mucho más difícil de cuantificar y evaluar que otros aspectos de las pantallas.

Hubo una pequeña latencia entre mirar un objeto y que las pantallas se movieran para ajustar el enfoque, pero al igual que con el aspecto de la resolución retinal, el propósito de este prototipo es mostrar cómo se siente el varifocal, no reclamar una tecnología específica para entregarlo de manera práctica. Butterscotch Varifocal en realidad usa los actuadores Half-Dome originales, y a finales de 2019 Meta reveló Half-Dome 2 con actuadores más rápidos y confiables, y Half-Dome 3 sin partes móviles, cambiando el enfoque con capas de lentes ajustables.

Corrección de distorsión dinámica

También hay una tercera tecnología incluida en Butterscotch Varifocal que no recibió tanta atención, pero que también es vital para convencer visualmente la realidad virtual: la corrección dinámica de la distorsión.

Además de la impresionante resolución angular y el enfoque dinámico, también noté que Butterscotch Varifocal brindaba excelentes fundamentos ópticos, sin pupila nadando u otra distorsión geométrica. Después de la demostración, descubrí que esto se debía a que tenía corrección de distorsión dinámica.

Las lentes modernas de los auriculares VR amplían una pantalla a un campo de visión relativamente amplio, pero esto da como resultado una forma geométrica. distorsión de barril. Una de las innovaciones clave de los prototipos originales de Palmer Luckey fue corregir esto en el software mostrando una imagen con la distorsión inversa en la pantalla. Sin embargo, la distorsión óptica cambia ligeramente según la posición de su ojo en relación con la lente, y la corrección de distorsión del software solo está diseñada para el punto muerto. La corrección dinámica de la distorsión significa que el sistema genera una nueva corrección en cada fotograma en función de la posición de su ojo, gracias al seguimiento ocular.

Me dijeron que esta es una técnica computacionalmente económica, así que le pregunté a Lanman por qué no se usa en Quest Pro, ya que también tiene seguimiento ocular. Si bien no respondió directamente a eso, habló sobre la importancia de que el hardware de seguimiento ocular sea lo suficientemente bueno para que la corrección de distorsión dinámica funcione bien porque necesita medir la posición exacta de su pupila en el espacio 3D, no solo la dirección de la mirada. . En particular, Quest Pro tiene solo una cámara de seguimiento apuntando a cada ojo, mientras que Butterscotch Varifocal tiene dos, al igual que manzana vision pro.

¿Qué tan lejos está Retinal y Varifocal?

El año pasado Meta resolución retiniana descrita como "en la hoja de ruta de nuestro producto", entonces, ¿cuánto tiempo hasta que veamos algo de esto en productos reales?

Lanman no respondió, por supuesto, ya que es "solo un investigador", pero expresó su escepticismo hacia la complejidad de los enfoques de múltiples pantallas como Varjo's. Suponiendo que la resolución de la retina llegue a través de la densidad de píxeles sin procesar, lograrla en la vista central de los auriculares con campo de visión estándar requeriría aproximadamente 5K por ojo. Sin embargo, a medida que se amplía el campo de visión, ese requisito será aún mayor: más de 10K por ojo para el campo de visión humano completo y hasta 16K por ojo para la resolución de la retina en toda la vista en lugar de solo en el centro.

Apple Vision Pro llegará el próximo año con micropantallas OLED de alrededor de 3.5K por ojo, aunque según se informa extremadamente difícil de fabricar, con bajo rendimiento y, por lo tanto, un contribuyente clave a su precio de $3500. Aún así, la demanda del mercado de micropantallas de alta resolución recién está surgiendo, y dado que las empresas de pantallas compiten para descubrir mejores técnicas para fabricarlas, es razonable esperar que los precios bajen, la producción aumente y la resolución aumente aún más con el tiempo. .

Pero, ¿qué pasa con las varifocales? En una charla de principios de 2020 Lanman describió El enfoque varifocal electrónico de Half-Dome 3 como "casi listo para el horario estelar", en un "Nivel de preparación tecnológica" más alto que cualquier prototipo anterior. El año pasado Mark Zuckerberg sugirió varifocal podría llegar “en la segunda mitad de la década”, es decir, en algún momento entre 2026 y 2029.

Consideraciones Finales:

Al revelar el Butterscotch y Starburst originales (que probamos) el año pasado, Lanman describió el objetivo de su equipo como un día entregar un sistema de pantalla que pase una "prueba de turing visual", lo que significa que se siente como si estuviera mirando a través de una visera de vidrio transparente, no una pantalla en absoluto.

Butterscotch Varifocal no pasaría completamente esa prueba. A diferencia de Starburst, sus pantallas LCD convencionales no se acercan a ofrecer el brillo, el rango dinámico o el contraste del mundo real. Pero puede ofrecer el detalle y la nitidez, y eso solo fue impresionante de contemplar. Es otro recordatorio más de que los auriculares de hoy en día son solo el comienzo de la realidad virtual, y tiene un largo y prometedor camino por delante.

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• Fuente: https://www.uploadvr.com/meta-butterscotch-varifocal-prototype-retinal-hands-on/