斯坦福大学研究人员可能在太阳能电池板中找到了更好的 VR 头显的关键

新的屏幕分辨率可能高达每英寸约10,000像素。
Stanford pixels
屏幕由堆叠的层组成。添加一层反光金属片可以极大地提高制造商封装像素的能力。斯坦福

如果您正在用一部现代高端智能手机阅读这篇文章,请将设备移到靠近您的脸——尽可能近,直到您看不清为止。即使如此近的距离,您也可能看不出屏幕上的单个像素。这是因为像素密度太高了。例如,新款iPhone 12 Pro的像素密度为每英寸460像素,这使得每个单独的点对于人眼来说太小了,无法分辨。

屏幕离您的眼睛越近,就需要越多的像素来欺骗您的大脑看到流畅的图形,这也是令人信服的虚拟现实如此具有挑战性的原因之一。在VR头显中,显示屏距离您的脸只有很短的距离,并且需要通过放大镜观看。这会导致画面细节粗糙,并产生一种令人讨厌的像素化现象,称为屏幕门效应。现在,斯坦福大学的研究人员与三星先进技术研究所合作,已经开始将用于超薄太阳能电池板的技术应用于显示器,这些显示器的分辨率可能超过每英寸10,000像素(PPI),从而带来真正令人信服的VR图形。

新型显示器将利用OLED技术,该技术目前用于高端智能手机和超高清电视。典型的LCD显示器,如早期的HD电视,在屏幕后面使用背光源,并在前面使用偏振层和彩色滤光片来创建红、绿、蓝像素。然而,在OLED显示器中,每个像素都是独立的光源,在不使用时可以完全关闭,这就是为什么使用该技术的电视通常比背光电视拥有更深的黑色水平和更丰富的色彩。

新型显示器在像素本身下方采用了一层薄薄的纹理金属。这项技术最初是为了提高太阳能电池板的效率而设计的。纹理来自于纳米级的波纹,研究人员表示,这些波纹可以控制光在每个像素内的共振方式。因此,概念验证显示器在能源消耗和照明方面显示出了两倍的效率。研究人员还实现了超高像素密度,最高可达10,000 ppi。

虽然这项技术可能对智能手机或电视等设备很有用,但对于VR来说,它的前景似乎更加光明。虚拟现实头显通常使用一个称为每度像素(pixels per degree,PPD)的指标,而不是每英寸像素(PPI),因为前者在考虑屏幕本身密度的同时,还考虑了屏幕与观察者眼睛的距离。更高的PPD意味着更清晰、更逼真的VR图像。然而,随着PPI的提高,只要与眼睛的距离保持不变,PPD也会随之提高。

您可以在这里看到流行的VR头显之间PPD的比较。有了10,000 ppi的显示器,未来的头显的分数将比这高出几个数量级。

当然,高像素数量仍然伴随着权衡。你需要更多的处理能力来驱动所有这些像素,这转化为更高的能耗,会抵消显示器本身带来的一些节省。

目前,这项技术仍处于研究阶段,距离进入消费产品还有很长的路要走。但是,更高分辨率VR的竞赛无疑已经打响,我们可能会在意想不到的地方看到更多解决方案出现。

 

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Stan Horaczek

执行编辑,装备与评测

Stan Horaczek是《Popular Science》的执行装备编辑。他领导着一支热爱装备的作家和编辑团队,致力于寻找和介绍市场上最新、最好、最具创新性的电子产品和更多产品。


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