Изображение проецируется на сетчатки

Неожиданно для всех техно-гигант Intel продемонстрировали всему миру футуристический девайс под названием Vaunt. По сути это «умные очки» по типу Google Glass, но гораздо, гораздо круче!

Немного истории

Конечно, концепт очков как универсального интерфейса для взаимодействия с цифровым миром очень стар. Еще в прошлом веке фантасты придумали и шлемы виртуальной реальности, и кибер-перчатки (привет, Джонни-мнемоник!), и даже подключение мозга к компьютеру напрямую. Кое-что из этого уже даже реализовано, хотя и не для массового потребителя.

В 2012 году началось тестирование одного из таких «гаджетов будущего» — Google Glass. Это нательный компьютер и одновременно гарнитура для смартфонов, выполненная в виде очков. Поверх одной из линз закреплен миниатюрный экран. Разрешение маленькое, но из-за близости к глазам воспринимается оно нормально. Однако после поступления Google Glass в продажу что-то пошло не так.

Увы, проект обладал несколькими существенными минусами. Возможность снимать и фотографировать сделало «умные очки» от Google шпионским девайсом, во многих странах устройство было признано нарушающим нормы частной жизни. «Железо» в очках быстро устарело, в то время как смартфоны и планшеты становились все мощнее. В январе 2015 года производство Google Glass было приостановлено.

Что такое Vaunt?

На текущем этапе технология находится на этапе прототипирования, о выходе потребительской версии говорить еще рано. Но уже сейчас Vaunt можно назвать одной из самых любопытных технологических новинок. По сути это смарт-очки, как и Google Glass, но сделанные правильно. Как с точки зрения технологии, так и с точки зрения общественного восприятия.

На первый взгляд, Vaunt — это самые обычные очки с гибкими дужками, без всяких нелепых экранов и камер. Они даже по весу мало отличаются: всего-то 50 грамм. Однако если надеть их, то сразу становится понятно, над чем так долго корпели ребята из лаборатории Intel New Devices Group, ведь в обычных, казалось бы, очках, скрыт настоящей кладезь гениальной инженерной мысли.

Vaunt не похожи ни на что другое. Устройство проецирует красный текст и иконки в нижний правый угол вашего поля зрения. Но когда я не смотрел вниз в этом направлении, я ничего не видел. Поначалу мне показалось, что очки не настроены. На самом деле это была фича, а не баг.

— Дитер Бон (Dieter Bohn), журналист The Verge

Если надеть Vaunt, то нельзя не заметить красный интерфейс, который проецируется с правой дужки с помощью лазера с очень низкой мощностью. Луч идет на линзу, а с нее отражается прямо на сетчатку глаза. Именно поэтому нет необходимости в экранах: картинка попадает сразу на сетчатку, а потом воспринимается так, будто ее создает сам мозг.

Лазер? А это не вредно?

Да, лучшие умы Intel действительно установили в Vaunt лазер. Как известно, лазер может быть довольно опасен, особенно для глаз. Однако нет повода для беспокойства, ведь лазер в очках маломощный. По-научному он называется Vertical-Cavity Surface Emitting Laser, и для его использования не нужны никакие дополнительные разрешения и сертификаты.

То есть это официально: такой лазер не может повредить глазам. Он также не может ухудшить зрение, даже если проекция на сетчатку идет сутки напролет. Более того, для людей с плохим зрением Vaunt — это один из способов упростить ориентацию в пространстве. Например, очки выводят уведомления в виде названия улицы на которой находится носитель. Прямо как в GTA 5!

Еще одно важное отличие Vaunt от Google Glass с точки зрения безопасности — это отсутствие необходимости фокусироваться. В то время как при использовании Google Glass глаза могут уставать, «переключаясь» между реальным миром и цифровым экраном, Vaunt проецирует свои уведомления «нативно», не создавая дополнительных изображений, а лишь дополняя то, что и так видит человек своими глазами.

Возможности Vaunt

Уже сейчас проект видится такой правильной версией Google Glass. Vaunt легче, технологичнее и не снабжен камерой. Последнее — это именно преимущество, а не недостаток, ведь наличие камеры автоматом записывает устройство в список потенциально шпионских, а это для массового продукта недопустимо. Но что именно можно увидеть с помощью Vaunt? Каковы реальные возможности устройства?

Пока что функционал небогат. Во-первых, Vaunt может отображать названия улиц, упрощая навигацию. Во-вторых, очки показывают уведомления о звонках. Интересно, что обе функции требуют постоянной синхронизации со смартфоном или планшетом. Для этого Intel создали приложение-компаньон для мобильных операционных систем iOS и Android. Связь между устройствами происходит по Bluetooth.

Разумеется, это не финальный список возможностей Vaunt, ведь по сути разработчики сейчас занимаются созданием прототипа. Им важно создать очки, которые будут прочными, легкими и при этом похожими именно на очки, а не супер-девайс из фильмов про Джеймса Бонда. Функционал пока на втором месте и нужен лишь для оценки работы устройства в целом.

Что дальше?

Несмотря на то, что Vaunt — это прототип, уже сейчас Intel уверены, что путей развития у технологии множество. Например, в данный момент встроенная батарея позволяет устройству работать до 18 часов, примерно как и Apple Watch. Это круто, ведь Google Glass требовали подзарядки каждые 4 часа. Но это не предел, ведь в будущем можно использовать графеновые батареи.

Они позволят уменьшить вес очков и увеличить время автономной работы. Но это не может не повлиять на конечную стоимость. Это тоже очень сложная задача — сбалансировать устройство таким образом, чтобы оно было технологичным, но при этом не било по карману, оставаясь доступным для широких масс. На самом деле это, возможно, даже важнее, чем все остальное.

Пока что трудно сказать, что ждет Vaunt. Технологию скоро (в этом году) предоставят отдельным разработчикам, чтобы они могли создать первые приложения. Но об остальном Intel пока не торопятся рассказывать. Сколько будет стоить Vaunt, когда их можно будет купить — все это пока неизвестно. Впрочем, никто специально «мариновать» проект не будет, ведь конкуренты не дремлют!

• Magic Leap представила новые очки дополненной реальности
• Intel неудачно обновила прошивку процессоров Broadwell и Haswell от уязвимостей Spectre и Meltdown
• Intel откажется от поддержки BIOS с 2020 года
• Intel замахнулась на искусственный интеллект с процессорами Nervana
• Intel разработала сверхпроводящую тестовую микросхему для квантовых вычислений
• Новые беспроводные наушники Sony выйдут в этом месяце
• ЮНИСЕФ просит геймеров майнить криптовалюту для детей в Сирии
• Новый драйвер Intel автоматически настраивает параметры в играх
• Итоги конференции Nvidia на CES 2018 — огромные мониторы, сервис GeForce NOW, Freestyle, ИИ-машины и новые видеокарты

Библиографическое описание:

Волков К. А. Дисплеи, проецирующие изображение на сетчатку // Молодой ученый. — 2020. — №2. — С. 29-31. — URL https://moluch.ru/archive/292/66074/ (дата обращения: 20.03.2020).



В статье дается описание технологии, ее особенности, преимущества и перспективы развития. Рассматриваются существующие конструкции и прототипы. Показывается важность развития технологии в России.

Ключевые слова: VRD, сетчатка, средства формирования изображения, очки виртуальной реальности, Vaunt, Google Glass.

Дисплеи, проецирующие изображение на сетчатку, являются новым направлением будущего, связывая реальный мир со средой виртуальной реальности. В предшественниках VRD (Virtual retinal display) изображение формировалось непосредственно перед глазом пользователя на маленьком «экране», обычно в виде больших очков. Это создавало множество неудобств, обусловленных большими и неудобными конструкциями. Первые образцы VRD были спроектированы уже в 1991 году в Университете Вашингтона.

Виртуальный ретинальный дисплей использует генерацию фотонов и манипуляции для создания панорамного, высокого разрешения, цветного виртуального изображения, которое проецируется непосредственно на сетчатку глаза без создания реального или воздушного изображения, которое просматривается через зеркало или оптику. VRD включает источник фотонов, которые модулируются видеоинформацией и сканируются в растровом виде рисунка непосредственно на сетчатку глаза пользователя.

Данная технология разработана для преодоления и решения многих ограничений, связанных с проблемами качества изображения, веса и стоимости, связанных с современной технологией дисплеев на головных устройствах. VRD является основным достижением технологии сканирующего лазерного офтальмоскопа (SLO), то есть сканирует модулированный лазерный свет непосредственно на сетчатку глаза зрителя для создания изображений с высоким разрешением без мерцания. Явными преимуществами VRD по сравнению с другими доступными технологиями являются более высокое разрешение, повышенная яркость и потенциально более широкое поле зрения.

VRD состоит из шести основных частей: источника видеосигнала, контролирующей и управляющей электроники, источников фотонов, устройств модуляции, сканирования горизонтального и вертикального луча и доставки оптики, как показано на рисунке 1 [1].

Рис. 1. Основные части VRD

Источниками света в VRD обычно являются лазеры, уровни энергии которых находятся в диапазоне от нановатт до милливатт, в зависимости от требований дисплея. Лазер полностью безопасен для зрения. Мощность настолько низкая, что даже не требуется сертификация.

Одним из самых важных достижений технологии дисплеев, проецирующих изображение на сетчатку, является создание изображений с возможностью видеть сквозь него, то есть изображение накладывается на физическое зрение, таким образом, давая расширенное зрение. Это свойство достигается путем управления интенсивностью выходного изображения с помощью светоделителя в оптике зрителя. Сходящиеся трехцветные лучи, выходящие из сканера, проходят через светоделитель.

Технология VRD передает практически весь генерируемый свет на сетчатку, обеспечивая более яркий дисплей с минимальными требованиями к мощности (на основе лазерного излучающего диода). Тем самым достигается высокая четкость картинки при небольшом энергопотреблении.

Наиболее совершенными из существующих прототипов являются очки Vaunt, разработанные компанией Intel и гарнитура Google Glass.

«Умные» очки Intel

В 2018 году компания Intel показала свои разработки по созданию умных очки Vaunt, внешний вид которых показан на рисунке 2. Вотличие от других подобных гаджетов, эта модель выглядит как обычные очки. Маломощный лазер используется для направления проекции на стекло, откуда она отражается и попадает на сетчатку глаза.

Снаружи очки Vaunt выглядят абсолютно непримечательно. Во время использования информация видна на экране, похожем на экран, но на самом деле она проецируется на сетчатку.

Рис. 2. Очки Vaunt

По своей сути Vaunt — это просто система для отображения небольшого дисплея в стиле Heads-up впериферийном зрении. Он может показать простые сообщения, такие как направление движения или уведомления. Он работает через Bluetooth с телефоном Android или iPhone почти так же, как умные часы, принимая команды из приложения, которое работает в фоновом режиме.

На правом стержне очков находится набор электроники, предназначенный для питания лазера с очень малой мощностью. Этот лазер излучает красное монохромное изображение около 400 х 150 пикселей на голографический отражатель на правой линзе очков. Затем изображение отражается на глазное яблоко, прямо на сетчатку. Левая часть рамки очков также содержит электронику, поэтому очки одинаково утяжелены с обеих сторон. Вся электроника выполнена по современным MEMS — технологиям, обеспечивающим компактность и легкость конструкции [2].

GoogleGlass

Google Glass — типичный представить современных очков, гарнитуры, с технологией проецирования изображения на сетчатку. Тестирование продукта началось в 2012 году, а в 2014 году они уже были в свободной продаже.

В очках Гугл используется такой же принцип работы — изображение с проектора отражается от призмы и попадает в глаз. Кроме изображения пользователю доступен и звук, который передается через проводящий преобразователь, который посылает вибрации через ребристый материал челюсти и скул, соединенные с внутренней работой уха, рисунок 3.

Рис. 3. Способ передачи звука в Google Glass

Google Glass включает в себя сенсорную панель, находящуюся на правой дужке очков. Сенсорная панель используется для доступа к более продвинутым параметрам меню и контекстно-зависимым параметрам. Сенсорная панель также используется для голосовых вызовов. Кроме того, устройство включает в себе голосового помощника, который может осуществить вызов или выполнить поиск в интернете. Вызов помощника осуществляется командой «ok, glass» [3].

Несомненно ясно, VRD очки, дополняющие реальность, имеют большие амбиции в быстроразвивающемся мире. Данная технология позволит резко увеличить образованность человека. Так хирурги смогут делать операции, имея перед глазами всю нужную информацию о пациенте и его состоянии, инженера будут заниматься ремонтом, видя перед глазами подробный чертеж установки и т. д. Менеджеры Apple считают, что очки дополненной реальности в целом могут вытеснить смартфоны уже в течение десятилетия. Кроме того, VRD очки безвредны для зрения, и могут использоваться в течение всего дня.

К сожалению, Россия пока не принимает активного участия в таких разработках. Использование иностранных прототипов ограничивается ПО, не дающим гарантии за сохранность данных. Резкое увеличение образованности — вот что предлагаю сегодня VRD технологии.

Литература:

1. Thomas A. Virtual retinal display / A. Thomas, S. Joel. — United States Patent. Patent number: 5,467,104, Nov. 14, 1995.
2. Dieter B. Intel made smart glasses that look normal / B. Dieter // The Verge. — Feb 5, 2018.
3. Triggs R. How it works: Google Glass / R. Triggs // Android Authority. — April 25, 2013.