ТехНовБум – Онлайн журнал о новых технологиях

Дисплей на сетчатке глаза или как заглянуть в расширенную реальность

Наверняка вы сталкивались не раз с героями фильмов, которые при помощи специального прибора, расположенного возле их глаз, могли видеть другую реальность.  Иногда через прибор отображалась реальность сдвинутая во времени, или несуществующая вовсе, иначе говоря, виртуальная реальность. Нет, не о ней мы сегодня поговорим, Virtual Reality –  будет существовать в далеком будущем, а пока это лишь фантастика. То чем мы располагаем на сегодняшний день – концепция, названная Augmented Reality, дополненная или расширенная реальность. Возникает вопрос – чем пополенная?  Расширенная реальность дополняет существующую виртуальными объектами, всевозможными знаками и идентификаторами. Ну а для того, чтобы заглянуть в эту самую дополненную реальность необходим специальный дисплей.

Виртуальный Ретинальный дисплей

Существуют несколько направлений разработки дисплеев для отображения расширенной реальности, некоторые из них стационарные.  Но там где неоходима большая подвижность, Виртуальный Ретинальный Дисплей(Virtual Retinal Display или VRD)  просто незаменим.  Расположенный возле глаза человека, Ретинальный дисплей проектирует отображение экрана непосредственно на сетчатку. На деле, человек видит экран размером со средний домашний монитор, как будто бы повисщим в воздухе сразу перед ним. За отсутствием физического корпуса Виртуальный Ретинальный Дисплей даже получил название screenless display.

Схема действия Ретинального дисплея

Чтобы лучше понять с какой технологией мы имеем дело стоит ее расмотреть поближе, действует она несложно. Виртуальный Ретинальный Дисплей получает видеосигнал и обрабатывает его с помощью специального электронного контроллера. Здесь расчитываются цвет,интенсивность,  местоположение каждого пикселя в каждый отдельный момент времени. Вычесленные данные распределяются далее по схеме: цвет и интенсивность передаются лазеру, данные о координатах пикселей поступают в модулятор. Лазер генерирует лазерный луч определенной интенсивности, а модулятор разворачивает луч и, на основе полученных данных, формирует идентичное отображение картинки на сетчатке глаза. Воспроизведение входящей картинки осуществляется попиксельно справа-налево сверху вниз при помощи вертикальных и горизонтальных устройств развертки.

Лазер, который используется в  VRD дисплее, безопасен для человеческого глаза ввиду его слабой мощности, а также луч лазера не концентрируется в одной точке долгое время. В цветных VRD используются 3 лазера, что-то вроде RGB. В целом же, процесс передачи рисунка от электронного контроллера к сетчатке во многом схож со стандартным монитором, только вместо лазерного луча, там система оперирует пучками электронов. Еще одно преимущество лазера – возможность сократить толщину луча и тем самым увеличить резолюцию виртуального дисплея до максимума. А ввиду отсутствия какой либо подложки у экрана неподсвеченные пиксели абсолютно прозрачны и, поэтому картинка Ретинального дисплея накладывается на видимое человеком в реальности. Таким образом настоящая и дополненая реальности совмещаются в единое целое.

Ретинальный дисплей делает реальность расширенной (задний план - видимая солдатом картинка)

Главные потенциальные области применения VRD  -  медицина и армия, постепенно осваивают технологию. В медицине Виртуальный Ретинальный дисплей придет в помощь врачу-хирургу, отображая необходимую анатомическую информацию при операциях. Солдату VRD поможет ориентироваться в незнакомой местности и укажет на незамеченные или трудно различимые объекты. Также доказано, что люди со слабым зрением достаточно четко видят отображение картинки виртуального дисплея. Возможно, в будущем, Ретинальные дисплеи будут широко распространены и среди обычного населения, и каждый сможет заглянуть в мир расширенной реальности.

Технология VRD была открыта впервые в 1991 году в лаборатории Human Interface Technology (HIT) Вашингтонского университета. Лицензию на дальнейшую разработку и коммерческое распространение получила фирма Microvision. В конце прошлого века Microvision сделала около дюжины крупных расследований и имела готовые прототипы Виртуальных Ретинальных дисплеев. Но только сейчас, с увеличением производительности компьютеров возможно создавать компактные сверхточные дисплеи с высокой резолюцией и уровнем контрастности. Полное распространение технологии VRD прогнозируется на 2015 год.

Метки: дисплей, расширенная реальность