Если взять для конкретного примера тему нашего материала – дисплеи – то на звание революционных по-настоящему претендуют лишь появление цветного изображения вместо монохромного и переход от электронно-лучевых трубок к матрицам из жидкокристаллических элементов. Все остальное, как то: рост разрешения, улучшение цветопередачи, снижение габаритов дисплея при росте его площади – это просто важные вехи.
При современных темпах прогресса, до создания eye-Phone осталось много меньше тысячи лет.
Что же сегодня можно считать наиболее перспективным с точки зрения кардинальных перемен? На наш взгляд, прорывов можно ждать от трех экспериментальных направлений: это стереоскопические дисплеи, дисплеи на гибких матрицах и полупрозрачные дисплеи. О каждой из групп этих разработок мы вам и расскажем…
Самое объёмное 3D
Самый очевидный на сегодня путь в очередную техническую революцию для дисплеев – это стереоскопия, получившая маркетинговое название «3D». Некоторое время назад на рынке активно продвигалась технология создания стереоскопического изображения, основанная на поляризации света. Мы многократно писали о телевизорах и мониторах, оснащённых ею, подробно рассказывая о фундаменте этой технологии в виде бинокулярного зрения человека, об устройстве затворных очков, строении экрана и алгоритмах формирования 3D.
В настоящее время «поляризационная» стереоскопия заняла на рынке свою нишу, объёмы которой, а также общее влияние технологии на дальнейшее развитие производство дисплеев не позволяют нам говорить о революционном сломе.
Так сейчас выглядит коммерческое массовое стереовидение
Более перспективно выглядят сегодня технологии безочкового создания стереоскопического изображения. Их кратко можно разделить на те, которые используют расположенные на экране дисплея преломляющие микролинзы, и на те, которые используют систему слежения за положением зрителя с помощью регистрирующих сенсоров (видеокамер). Их большая техническая сложность и определённая степень экспериментальности на сегодняшний момент не позволяют нам строить долговременные прогнозы относительно их судьбы. Однако попробуем и тут усомниться в их истинной революционности, способной изменить конструкцию дисплеев будущего до неузнаваемости.
Дело в том, что и очковые и безочковые технологии стереовидения предполагают создание иллюзии объёма на плоском экране. Мы же предполагаем, что сделать 3D-революцию среди дисплеев сможет модель, так или иначе демонстрирующая истинное трёхмерное изображение. Технологии, способные решить вопрос стереоизображения таким образом есть уже сейчас. Наиболее перспективные из них – голографические и объёмные дисплеи.
Главная помеха развитию
Начнём обзор с того лучшего, что уже есть на рынке. По нашему мнению, это – дисплеи марки HoloVisio производимые венгерской компанией Holografika. Компания с 1996 года занимается изучением и развитием технологий трёхмерного изображения. В 2008 году появились первые дисплеи HoloVisio. В данный момент первые дисплеи HoloVisio уже сняты с производства, а их место заняли модели второго и третьего поколения. Суть технологии Holografika в проецировании картинки двумя десятками узконаправленных проекторов, благодаря чему изображение раскладывается в пространстве дисплея как бы вглубь. Столь сложный способ визуализации дорого обходится в прямом и переносном смысле: на 72-дюймовом экране, фронтальная плоскость которого имеет разрешение 1280 на 768 пикселей фактически имеется 73 миллиона воксельных элемента. Стоимость же самого дисплея достигает 500 тысяч долларов. Говорить о немедленном массовом применении этого чуда в домохозяйствах Европы и Америка, конечно, не приходится.
Однако не только цена, но сложность самой конструкции останавливает массовое внедрение дисплеев, подобных HoloVisio. Эта сложность имеет существенное побочное свойство в виде сложности программного обеспечения в частности и воспроизводства голографического контента вообще. Именно поэтому учёные продолжают искать более простые, более дешёвые и более разумно устроенные способы воссоздания объёмного изображения.
Презентация компании Holografika
Объединение из трёх групп японских учёных и инженеров уже семь лет работает над созданием лазерного проекционного оборудования для создания объёмных изображений. Мы говорим о технологии Aerial 3D, созданной компанией Burton Inc, японским Национальным Институтом производства, науки и технологии (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) и университетом Кейо (Keio University). Практическая демонстрация проектора Aerial 3D состоялась в ноябре 2011 года в рамках выставки CES 2011. Японские разработчики отказались от традиционного плоского экрана, рисуя объекты прямо в трёхмерной среде обычного пространства с помощью лазерных лучей.
Японский вариант голографического безэкранного дисплея
Технология Aerial 3D использует эффект возбуждения атомов кислорода и азота фокусированными лазерными лучами. В данный момент установка способна проецировать объекты, состоящие из 50000 элементов (точек) с частотой 10-15 «кадров» в секунду. В будущем разработчики планируют довести скорость до 20-25 «кадров» в секунду и перевести изображение из монохромного (зелёного) режима в цветной.
Интерактивный голографический комплекс из Южной Калифорнии
Над технологией, предлагающей похожего качества картинку, работает и лаборатория ICT Graphics Lab при Южнокалифорнийском университете. Ещё в 2009 году её сотрудники представили интерактивный панорамный (изображение можно рассматривать с любой точки окружности) световой дисплей (Interactive 360є Light Field Display). Дисплей основан на технологии проецирования изображения на вращающееся анизотропное зеркало.
Эксперименты Microsoft
Из наиболее свежих проектов голографических дисплеев нужно вспомнить и разработку Microsoft Research Cambridge с названием Verneer. Vermeer – это комплекс из голографического безэкранного дисплея и видеокамеры, придающей системе сенсорные функции. Дисплей использует технологию проекции между двух параболических зеркал (мираскоп). Лазерный луч рисует изображение с частотой 2880 раз в секунду, последовательно проходя по 192 точкам. В результате зритель видит картинку, обновляемую 15 раз в секунду, висящую в пространстве и полностью доступную для контакта. Как раз контакт с иллюзорным голографическим изображением и прорабатывает видеокамера – являющаяся аналогом хорошо известного жестового манипулятора Microsoft Kinect.
Гибкий вариант
Мысль о возможности создания гибких дисплеев – первая, строго не относящаяся к вопросом приспособления виртуального пространства экрана к физиологии зрения человека. Проще говоря, пользователю не важно – видит он изображение на гибком или на негнущемся дисплее.
Но гибкость дисплеев – вещь вполне революционная с точки зрения удобства использования устройств и их компактности, поскольку наделяет экран свойствами, присущими давно знакомому человечеству материалу. Бумаге.
Бумажный лист легко складывается в несколько раз, скручивается в трубку, обладает устойчивостью к падению. Именно этими свойствами стараются наделить разработчики свои гибкие дисплеи – или шире – гибкие компьютеры. Стоит отметить, что конкуренцию гибким дисплеям в какой-то мере составляют встраиваемые в электронные устройства пико-проекторы. Проецируемое ими изображение уже обладает достаточной яркостью и разрешением, а также наделено функциями сенсорного дисплея.
В настоящее время практически все крупные производители электроники включились в технологическую гонку по созданию гибких дисплеев. Среди имён авангарда тут можно назвать Samsung, LG, Hewlett-Packard…
Гибкая "ткань" для пошива дисплеев производства HP
Последняя может похвастаться созданием пластикового материала для производства дисплеев, толщиной всего 100 микрометров. Дисплеи из этого материала отличаются минимальным потреблением энергии и хорошо совместимы с технологиями миниатюризации оперативной памяти и накопителей. Hewlett-Packard надеется наладить выпуск гибких компьютеров уже в 2014 году.
Дисплей LG: тонкий и вполне гибкий
В свою очередь, компания LG в марте 2012 года представила готовый к производству образец гибкого дисплея. Показанное устройство имеет диагональ 6 дюймов и разрешение 1024 на 768 точек. Максимальный угол сгибания может достигать 40 градусов. Дисплей весит 14 грамм, имеет толщину 0,7 миллиметра и без последствий выдерживает падение с высоты 1,5 метра. Поступление дисплея на рынок LG планирует на середину 2012 года.
Скриншоты c изображением дисплея Sony, показанные на дисплее ноутбука Sony
Рассуждая на тему размеров гибких дисплеев, можно вспомнить недавний анонс компании Sony 9,9- дюймового гибкого дисплея на основе матрицы OLED. Толщина дисплея равна 110 микрометрам, а разрешение – 960 на 540 точек (плотность элементов 111 PPI). Дисплей был представлен на бостонской Display’s Display Week 2012 в виде… серии скриншотов на ноутбуке.
Nanolumens не экономит на размере
Гораздо более реальна продукция компании Nanolumens. Компания производит гибкие дисплеи для дома, офиса и внешнего пространства (презентационные) с 2010 года под марками NanoFlex и NanoWrap. Дисплеи не отличаются особой тонкостью (толщина матричной подложки может достигать 4 сантиметров, но, как утверждают производители, они практически не накладывают ограничений на площадь и диагональ экрана. В доказательство своих слов ими уже был продемонстрирован презентационный гибкий дисплей площадью в 5 квадратных метров.
Samsung не спешит показать все козыри в этой игре
Наконец, компания Samsung неоднократно заявляла, что ведёт активную разработку гибких сенсорных дисплеев на матрицах OCTA (On Cell TSP AMOLED). В этих дисплеях компания видит потенциал значительного снижения энергопотребления экрана будущих смартфонов и планшетов, а также возможность снижения толщины их корпуса не менее, чем на 35 процентов. К сожалению, в производство модели с гибким дисплеем Samsung собирается пустить не ранее 2013 года.
Перспективы прозрачны
Сами по себе прозрачные дисплеи – факт технически состоявшийся. Производить их достаточно легко. Правда, среди сфер использования в основном вспоминается дизайн: живыми примерами могут служить имиджевый смартфон Sony Ericsson Xperia Pureness или более свежий и бюджетный Explay Crystal.
Однако прозрачность дисплея может использоваться много шире. И наиболее интересное применение тут – это создание устройств, совмещающих информацию на дисплее с видимым человеком участком пространства. В данный момент такого рода устройства с прозрачными дисплеями активно разрабатываются многими компаниями, подразделяясь на три основных типа: системы-экраны, системы-очки и системы-контактные линзы.
Samsung именно так видит планшеты будущего
В данный момент в открытую о разработке систем-экранов говорят компании Samsung и Microsoft. Первая видит итогом создание мобильного компьютера, представляющего собой гибкий прозрачный экран, способный заменять как традиционный планшет, так и расширять функции доступа к данным информационной сети на реальную жизнь.
Что касается компании Microsoft, то её подразделение Microsoft Applied Sciences работает над созданием интерфейса для прозрачного экрана, благодаря которому человек вручную сможет манипулировать виртуальными сущностями операционной системы и запущенных в ней программ.
Наиболее известный проект прозрачных экранов, выполненных в виде очков виртуальной реальности – это, конечно, Project Glass, разрабатываемый компанией Google. В конце июня 2012 года Google в рамках выставки Google I/O провела большую презентацию текущего состояния проекта. В её ходе было рассказано функциях устройства (звонки, видеосъёмка от первого лица, работа с интернет-службами), были упомянуты кое-какие технические характеристики и описаны особенности дизайна (масса, наличие нескольких цветовых версий, наличие версий с затемнёнными стёклами и стёклами с диоптриями).
Однако можно упомянуть и новую экспериментальную разработку компании Canon - Mixed Reality. Пока система находится в статусе раннего прототипа и поэтому выглядит не слишком презентабельно. Она состоит из надеваемых на голову очков виртуальной реальности и специальных щупов-манипуляторов. С помощью них программная оболочка может накладывать виртуальные образы на объекты реальной окружающей среды, позволяя манипулировать ими как одному человеку, так и в составе команды.
Наконец, наиболее интересная и по-настоящему революционная тема дисплеев-линз и компьютеров линз только набирает ход. Ею вплотную с 2009 года занимаются исследователи из финского университета Аалто и американского Университета штата Вашингтон. В настоящее время проект находится на стадии появления первого прототипа, представляющего собой контактную линзу с антенной для беспроводной подачи энергии и CMOS-схемой, обслуживающей один пиксель в центре линзы.
Поделиться
