مجموعه‌ای از فناوری های نمايش مبتنی بر دستگاه‌های مجازی AR/VR:ايجاد تصاويرسه‌بعدی حفره‌ای

07:009130

ما مي‌خواهيم در اين مقاله، يك نماي كلي از پيشرفت امروزه فناوري‌هاي صفحه نمايش ارائه كنيم؛ همچنين مي‌خواهيم به برخي از جزئيات آنها اشاره نماييم.

تجربه غوطه‌وري در دستگاه‌هاي واقعيت مجازي و افزوده، وابستگي شديدي به فناوري صفحه نمايش به كار گرفته شده در آن دارد.

اگر يك صفحه نمايش داراي خصوصياتي هم‌چون: سنگين بودن؛ نداشتن وضوح تصوير مناسب؛ نياز داشتن به جريان زياد باشد و يا نتواند ميدان ديد كافي را ارائه كند، در اين صورت تصوير مجازي ايجاد شده، كيفيت مناسبي نخواهد داشت و يا ممكن است كه از كاربردهاي مفيد صفحه نمايش، كاسته شود.

در ماه مِي گذشته، شركت توسعه بين‌الملل[International Development Corp (IDC)]گزارشي را منتشر كرد كه در آن اشاره شده است كه در سال 2018، مبلغي به ميزان 27 ميليارد دلار، به AR/VR تخصيص یافت. اين مبلغ نشان دهنده يك رشد 92 درصدي نسبت به سال 2017بود. انتظار مي‌رود كه اين رقم تا سال 2023 به ميزان 53 ميليارد دلار، افزايش يابد.

رشد سرمايه‌گذاري‌هاي انجام شده در اين حوزه، باعث پيشرفت فناوري صفحه نمايش‌ها خواهد شد؛ در واقع ممكن است كه از صفحه نمايش‌ها در حوزه سرگرمي يا صنعتي استفاده شود.

در ادامه مي‌خواهيم يك نماي كلي از پيشرفت امروزه فناوري‌هاي صفحه نمايش ارائه كنيم؛ همچنين مي‌خواهيم به برخي از جزئيات آنها اشاره نماييم.

بازسازی ديد انسان: فناوریOLED با 1443 چگالی پيكسل

بخش‌هاي توسعه و تحقيق[R&D ]دو شركت ال‌جي و گوگل با يكديگر همكاري كرده‌اند و توانسته‌اند كه صفحه نمايشي ايجاد كنند كه مي‌تواند ديد انسان را تا بيشترين حد ممكن، بازسازي كند؛ اين صفحه نمايش بر روي سر فرد قرار مي‌گيرد. ميدان ديد در اين صفحه نمايش، داراي 160 درجه به صورت افقي و 150 درجه به صورت عمودي است؛ به علاوه در آن براي هر چشم، وضوحي به ميزان  پيكسل با قدرت ديد ، در نظر گرفته شده است.

دو تا از بزرگ‌ترين چالش‌هايي كه در اين حوزه وجود دارند: فاصله پيكسل مورد نياز براي دست‌يابي به قدرت ديد انسان؛ نرخ به روز رساني مناسب.

در ابتدا مي‌خواهيم به بررسي فاصله پيكسل‌ها در صفحه نمايشگرها بپردازيم؛ اين مفهوم به معناي فاصله ميان خوشه‌هاي پيكسلي است و مي‌تواند بازه ديد بهينه را براي يك وضوح خاص، مشخص كند. براي اينكه بخواهيم قدرت ديد انسان را بازسازي كنيم، اين فواصل بهينه بايد در طول صفحه نمايشگر، متفاوت باشند. اين موضوع باعث مي‌شود كه پيچيدگي‌هاي صفحه نمايش، به شدت افزايش يابد. با اين حال در اين صفحه نمايش از فاصله پيكسلي ، استفاده شده است كه براي ميدان ديد 160 درجه، نياز به يك صفحه نمايش اينچي با 2138 پيكسل در هر اينچ دارد.

در مورد نرخ به روزرساني بايد بگوييم كه مدت زمان به روزرساني يك رديف از پيكسل‌ها بايد 694 ميكروثانيه باشد؛ به علاوه سرعت انتقال پيكسل‌ها،  خواهد بود.

دست يافتن به اين ويژگي‌ها، بسيار دشوار خواهد بود؛ زيرا حتي اگر بتوانيم اين خصوصيات را مهيا كنيم، نمي‌توانيم دستگاه مناسبي را توليد كنيد، زيرا اين دستگاه نياز به عدسي‌هاي سنگين، مدارهاي پيچيده و … خواهد داشت. بنابراين بايد تعادلي ميان اين خصوصيات در نظر بگيريم؛ در نتيجه در نهايت يك صفحه  اينچي توليد شد كه داراي ميدان ديد 100 درجة افقي و 96 درجه عمودي است، به علاوه داراي فاصله پيكسلي  ميكرومتري و چگالي پيكسلي 1443 خواهد بود. صفحه نمايش از يك صفحه پشتي LTPS TFT از نوع n بهره مي‌گيرد تا بتواند نويزهاي تصويري را كاهش دهد؛ به علاوه در اين نمايشگر از يك مدار مجتمع دیجیتال برنامه‌پذیر[FPGA] استفاده مي‌شود تا جريان ويدئو تبديل گردد.

صفحه نمايش نهايي به عنوان او‌ال‌اي‌دي با بالاترين وضوح تصويري شناخته مي‌شود.

ميكرو ال‌ايی ديی های يكپارچه بر روی ويفرهای نيتريد گاليوم-سيليكون

 شركت نيمه‌رساناهاي پلسي و شركت نمايشگرهاي جسپر[Plessey Semiconductors and Jasper Display Corp]با يكديگر سند همكاري امضا كردند و تلاش كردند كه ميكرو ال‌اي‌دي‌هاي يكپارچه را بر روي ويفرهاي نيتريد گاليوم-سيليكون توسعه دهند؛ به علاوه آنها اقدام به توليد صفحه پشتي سيليكوني با نام اي‌اس‌پي 750[JDC’s eSP70]كردند.

ويفرهاي نيتريد گاليوم-سيليكون از نيتريد گاليوم در يك زيرلايه سيليكون (به عنوان نيمه رسانا) استفاده مي‌كنند. اين ماده از لحاظ حرارتي داراي ضريب انتقال بالايي است؛ به علاوه سطح آن به خوبي نور را ساطع مي‌كند و در صورت كوچك‌ كردن ابعاد آن، شاهد كاهش بازدهي نامحسوس تابش نور از آن خواهيم بود. اين ماده در ابتدا كاربردهاي خود را در حوزه‌هاي ريزموج‌ها و فركانس‌هاي راديويي نشان داد؛ با اين حال با توجه به اينكه مزاياي آن شناخته شده است، انتظار داريم كه در ديگر حوزه‌هاي نيز به كار گرفته شود.

خاصيت اين ماده باعث مي‌شود كه براي روشن كردن صفحه‌هاي ال‌اي‌دي نياز به جريان كمتري داشته باشيم. صفحه پشتي اي‌اس‌پي 750 مي‌تواند وضوحي به ميزان در فاصله پيكسلي 8 ميكرومتر، براي ما فراهم كند؛ اين صفحه پشتي با ويفر نيتريد گاليوم-سيليكون جفت خواهد شد.

شركت‌ها بيشتر بر روي كاربردهايي از AR/VR تمركز كرده‌اند كه توان كمتري مصرف مي‌كنند؛ هزينه كمي دارند و داراي صفحه‌ نمايش‌هاي كوچك هستند.

ايجاد تصاوير سه‌بعدی حفره‌ای

با اينكه فناوري ايجاد تصاوير سه‌بعدي حفره‌اي، مبتني بر سخت‌افزار نيست؛ اما به عنوان روش مهمي براي توسعی فناوري صفحه نمايش در دستگاه‌هاي واقعيت مجازي و افزوده محسوب مي‌شود. نام اين فناوري برگرفته شده از بخشي از چشم است كه به عنوان حفره مركزي[fovea centralis]شناخته مي‌شود- اين بخش از چشم مسئول متمركز كردن ديد است، به عنوان مثال مي‌توان به كارآيي چشم در مطالعة كتاب اشاره كرد.

در فناوري ايجاد تصاوير سه‌بعدي حفره‌اي از روش رديابي چشمي استفاده شده است؛ سپس اين روش با صفحه نمايش نصب شده بر روي سر، تركيب خواهد شد. در اين شرايط محلي كه كاربر بر روي آن تمركز كرده است، مشخص خواهد شد. بر همين اساس سيستم به سرعت اقدام به ايجاد تصوير در محل تمركز كاربر مي‌كند؛ بنابراين بخش‌هايي كه كاربر بر روي آن تمركز كرده است، به سرعت واضح مي‌شوند و اين وضوح تصوير به مرور به بخش‌هاي جانبي منتقل خواهد شد.

اين فناوري به ما كمك مي‌كند تا بر چالش‌هاي سخت‌افزاري مربوط به گرفتن تصوير با كيفيت، غلبه كنيم؛ به علاوه اين سيستم بار وظايف كارت گرافيك و ديگر سخت‌افزارها را كاهش مي‌دهد.

اين فناوري اولين بار توسط شركت ابزارهاي سنسوموتوريك و اوني ويژن[SensoMotoric Instruments and Omnivision] در گردهمايي CES و در سال 2016 معرفي شد. اين فناوري از آن سال توسط شركت‌هاي ان‌ويديا[NVIDIA]، گوگل، ال‌جي و ديگر شركت‌ها، توسعه يافته است.

  • همچنین برای مطلع شدن از بروزترین مطالب اتوماسیون صنعتی ، در خبرنامه ما عضو شوید.


73 نوشته

بدون دیدگاه

پاسخ دهید

فیلدهای مورد نیاز با * علامت گذاری شده اند