Виртуальная реальность перестаёт ассоциироваться с громоздкими шлемами. На смену массивным гарнитурам приходят ультратонкие устройства, способные интегрироваться в повседневные носимые технологии. Учёные со всего мира стремятся вывести иммерсивные 3D-изображения за пределы шлемов, делая ставку на голографию — сложную, но перспективную технологию визуализации.
Исследователи Стэнфордского университета и лаборатории Meta Reality Labs разработали рабочий прототип голографического дисплея, размер которого сопоставим с обычными очками. Толщина устройства составляет всего 3 миллиметра. При этом оно способно отображать полноценные голографические изображения, визуально неотличимые от реальных.
«Голография позволяет добиться эффектов, невозможных с другими технологиями отображения, при этом в невероятно компактной форме», — отметил профессор электротехники Стэнфорда Гордон Ветцстайн.
Разработка обещает коренной сдвиг в сторону реалистичных и удобных для повседневного ношения VR/AR-устройств.
Реконструкция светового поля и ИИ-калибровка
В отличие от традиционных VR-систем, которые создают эффект глубины с помощью стереоизображений, новая технология воспроизводит всё световое поле. Это достигается благодаря специально разработанному волноводу и пространственному световому модулятору, который проецирует голограммы прямо в глаза пользователя.
Для повышения реалистичности и чёткости изображения исследователи использовали систему на базе искусственного интеллекта. Она калибрует изображение в реальном времени и помогает справиться с одной из ключевых проблем голографической оптики — сохранением широкого поля зрения при стабильном качестве изображения.
«Глаз может свободно перемещаться по изображению без потери фокуса и чёткости. Это критично для ощущения реалистичности и полного погружения», — подчёркивает Ветцстайн.
Благодаря своей компактности и лёгкости, новая оптическая система может использоваться в течение длительного времени без дискомфорта. Разработчики стремятся создать устройство, подходящее для повседневного ношения и максимально незаметное в использовании.
«Главная проблема, которую мы решаем, — это сделать устройство компактным и удобным для целодневного применения», — добавляет Ветцстайн.
Погружение, неотличимое от реальности
Исследователи называют своё изобретение шагом к "смешанной реальности" — когда физическое окружение и цифровые голограммы настолько тесно переплетаются, что различить их становится невозможно.
По словам первого автора работы, постдокторанта Суён Чхве, цель проекта — пройти так называемый "визуальный тест Тьюринга", при котором человек не может отличить реальный объект от голографической проекции.
Этот прототип — вторая стадия масштабного исследования. На первом этапе учёные сосредоточились на разработке голографического волновода, а теперь делают шаг к коммерциализации технологии.
«Мир ещё не видел ничего подобного: голографический дисплей с таким качеством изображения, широким полем зрения и большим “глазным окном”. Это лучший на сегодняшний день 3D-дисплей. Но впереди остаётся ещё много нерешённых задач», — подытожил Ветцстайн.
Описание разработки опубликовано в журнале Nature Photonics.
