Выпущены первые в истории очки дополненной реальности, от которых не тошнит

Созданы новые AR-очки

Американские исследователи из Стэнфордского университета* сообщили о создании первых очков AR, которые при использовании не вызывают неприятные ощущения и тошноту. Использовать такой гаджет без дискомфорта и усталости глаз можно на протяжении всего дня. Об этом сообщается на официальном сайте университета в конце мая 2024 г.

На 2024 г. подобные AR-гарнитуры, позволяют наложить на картину реального мира информацию на полупрозрачном экране. Не нужно путать их с VR-очками, которые по сути являются лишь средством отображения объемного контента - виртуальной реальности (VR).

Со слов инженеров, одной из главных проблем традиционных AR-гарнитур является их громоздкость, обусловленная необходимостью использования сложной оптической системы. Это может сделать их неудобными для ношения и ограничить их портативность, что может стать серьезным недостатком для пользователей, которые хотят использовать AR-технологии в повседневной жизни.

Речь идет о дисплеях AR, которые сочетают изображения реального мира с данными, сгенерированными компьютером, создавая эффект смешанной реальности. Это действительно может вызывать зрительный дискомфорт и даже тошноту, поскольку человеческий мозг пытается совместить противоречивую информацию из реального мира и проецируемые цифровые данные.

Новый подход является первым, позволяющий преодолеть сложный лабиринт инженерных требований, которые до сих пор приводили к появлению либо громоздких гарнитур, либо не слишком удовлетворительных 3D-изображений. AR-очки могут вызывать у пользователя зрительную усталость, а иногда даже легкую тошноту. В настоящее время не существует другой системы AR с сопоставимым компактным форм-фактором, которая бы соответствовала качеству 3D-изображения AR-очков из Стэнфордского университета.

Устройство получило новую конструкцию

Для того чтобы добиться успеха, исследователи преодолели технические барьеры благодаря сочетанию голографической визуализации, усовершенствованной искусственным интеллектом (ИИ), и новых подходов к созданию нанофотонных устройств. Первое препятствие заключалось в том, что методы отображения изображений AR часто требуют использования сложных оптических систем. В таких системах пользователь не видит реальный мир через линзы гарнитуры. Вместо этого камеры, установленные на внешней стороне гарнитуры, снимают мир в реальном времени и комбинируют это изображение с вычисленным. Полученное изображение проецируется на глаза пользователя в стереоскопическом режиме. Пользователь видит оцифрованную аппроксимацию реального мира с наложенными на нее вычисленными изображениями. Это своего рода дополненная виртуальная реальность, но не настоящая дополненная реальность.

По словам соавтора по проекту Суйона Чоя (Suyeon Choi), AR-очки на 2024 г. обязательно громоздки, поскольку в них используются увеличительные линзы между глазами пользователя и проекционными экранами, что требует минимального расстояния между глазом, линзами и экранами, что приводит к увеличению размеров. Помимо громоздкости, эти ограничения также могут привести к неудовлетворительному реализму восприятия и, зачастую, к зрительному дискомфорту.

Пересмотр визуальной подачи информации

Чтобы получить более визуально приятные 3D-изображения, инженеры отказались от традиционных стереоскопических подходов в пользу голографии, нобелевской техники визуализации, разработанной в конце 1940-х г. Несмотря на большие перспективы в области создания 3D-изображений, широкое распространение голографии было ограничено неспособностью точно отображать 3D-подсказки глубины, что приводило к неадекватному, иногда вызывающему тошноту, визуальному восприятию.

Команда из Стэнфордского университета использовала ИИ, чтобы улучшить подсказки глубины в голографических изображениях. Затем, используя достижения нанофотоники и технологии волноводных дисплеев, ученые смогли проецировать вычисленные голограммы на линзы очков, не прибегая к громоздкой дополнительной оптике.

Волновод создается путем травления нанометровых узоров на поверхности линзы. Небольшие голографические дисплеи, установленные на каждой дужке, проецируют вычисленные изображения через вытравленные узоры, которые отражают свет внутри линзы, прежде чем он попадает непосредственно в глаз пользователя. Глядя сквозь линзы очков, пользователь видит как реальный мир, так и полноцветные 3D-изображения, выведенные на экран.

Эффект 3D усиливается, поскольку он создается как стереоскопически, в том смысле, что каждый глаз видит немного другое изображение, как при традиционном 3D-изображении, так и голографически. Благодаря голографии пользователи также получают полный трехмерный объем перед каждым глазом, увеличивая качество трехмерного изображения.

Конечным результатом применения новых технологий волноводного отображения и усовершенствования голографического изображения является реалистичное трехмерное визуальное восприятие, которое визуально удовлетворяет пользователя, но при этом не вызывает утомления, которое бросало вызов предыдущим подходам до 2024 г.

Голографические дисплеи долгое время считались новейшей 3D-техникой, но они так и не достигли такого большого коммерческого прорыва, возможно теперь у них есть приложение, которого они ждали все эти годы.