「表面皆屏幕」的终极显示时代,为元宇宙带来另一种可能

VR,并非元宇宙唯一解

2021年,元宇宙的热火,让曾经一度沉寂的VR市场再次迎来爆发。

VR公司成为了炙手可热的投资标的,也是科技巨头们意图招揽的对象。8月,字节跳动以90亿元价格收购VR公司Pico。而在海外市场,Meta(原Facebook)和Epic也在疯狂投资、收购各类VR游戏工作室,完善自身的元宇宙版图。

在消费市场,2020年9月,Meta旗下的VR头显Quest 2上市。外界预测,这款产品有有望在今年实现1000万台的出货量。这意味着,Quest 2即将成为VR行业的首个现象级头显产品。而在我们身边,VR体验馆、游戏室,也早已遍布各大商场。

元宇宙的独特魅力,在于创造了一个与现实世界完全不同的虚幻梦境。然而,我们能在这个梦境中停留的时间,却受到了种种现实条件的制约。对于普通人而言,体验元宇宙的最佳方式仍然是VR头显。但VR头显较重的重量、糟糕的续航时间,都成为了限制元宇宙世界发展的现实阻力。

VR,并非元宇宙唯一解

你可能无法在电脑前坐满1个小时,却可以躺在床上用手机刷上大半天的短视频。而与端坐在电脑前相比,用VR头显体验VR游戏、电影,是一项门槛更高的运动。

目前,主流VR头显重量大多超过500g。而这些VR头显的重量主要集中在人眼前方,重心过于靠前,需要用绑带固定在头部,这也进一步加剧了VR头显的不适感。笨重的VR头显,自然也成为了限制VR普及的一大门槛。

除此之外,一部分用户在佩戴VR头显时,还会出现眩晕现象。这与VR头显的显示效果息息相关,当画面帧率较低、延迟较高、视场角较小、显示清晰度欠佳时,用户在长时间使用VR头显后就可能感到眩晕。

其中,显示清晰度问题可谓是近眼显示技术的老大难问题。众所周知,人眼距离屏幕越近,就越需要分辨率更高的屏幕。例如,4K分辨率的55寸大屏电视,其PPI在80左右;主流智能手机的PPI大多在300-500之间;而VR头显的PPI却常常突破1000。超高的PPI意味着高昂的硬件成本,但即便如此,许多用户仍然觉得VR头显不够清晰。

此外,VR头显采取的菲涅尔透镜方案,往往会在画面中央形成所谓的甜蜜点(sweet point),在甜蜜点之外,其他区域的画面清晰度则略显模糊。而透镜在放大画面的同时,也会产生纱窗效应(像素点与像素点存在黑色界限),进一步加重画面的颗粒感。

传统VR头显在重量、续航及画质方面的问题,都限制了用户难以在元宇宙世界内长时间沉浸。而这些问题甚至可能在3-5年内都无法得到解决。与此同时,被视作是下一代VR现实技术的Pancake折叠光路及光波导方案,也难以在短时间内出现可大规模量产的消费级产品。

如今,业界都在探索VR之外的元宇宙解决方案,而科幻电影则给我们带来了新的思路。在许多科幻电影中,包括建筑、飞船在内的室内空间,大多遍布各类屏幕,为人类提供显示及交互窗口。

「表面皆屏幕」的终极显示时代,为元宇宙带来另一种可能

科幻电影《安德的游戏》剧照,柔性、透明、可交互的屏幕,给主角带来了沉浸式的视觉效果

事实上,现实世界已经出现了这样的趋势。如今,手机、电脑、电视等传统显示设备的屏幕越来越大;冰箱、洗衣机等传统家用电器也开始引入显示屏;越来越多的汽车开始使用显示屏替代传统的仪表、中控。「一切表面,皆是屏幕」的时代,距离我们已不再遥远。

「表面皆屏幕」

显示面板价格的下降,以及显示技术的不断进步,都在推动这个屏幕无处不在的新时代早日到来。其中,显示技术革新至关重要。

例如,OLED自发光的特性,让科幻电影中常见的透明屏幕成为了现实。如今,透明OLED屏幕已经广泛应用于各类商场、展厅、餐厅。一部分电视厂商甚至推出了消费级的透明电视产品。

而科幻电影中的另一个常客——柔性屏幕,也早已为大众所知。如今,各大手机品牌几乎都推出了折叠屏手机。与此同时,柔性屏幕的另一大特性,是可以方便地嵌入到各类场景之中。例如,汽车、火车、飞机等交通工具内的各种曲面,都可以利用柔性屏幕进行填充。

「表面皆屏幕」的终极显示时代,为元宇宙带来另一种可能

图:科幻电影《遗落战境》剧照,显示屏幕中存在着明显的曲面

在今年5月,柔宇科技发布了自主研发的micro-LED弹力柔性屏技术(micro-LED based stretchable display technology),则带来了更加全新的柔性屏形态。

在大多数人眼中,柔性屏在现阶段最典型的应用场景是折叠屏手机,其最大的特点即是屏幕可以像纸张一样弯折、卷曲。而弹力柔性屏则扩展了柔性屏「变形」的维度,除了弯折、卷曲之外,还可以支持凹凸、扭曲、旋转等大尺度变形。

「表面皆屏幕」的终极显示时代,为元宇宙带来另一种可能

图:柔宇科技发布的micro-LED弹力柔性屏技术

柔宇科技技术人员称,采用弹性micro-LED显示技术生产的柔性屏,可以实现拉伸、扭曲、旋转等弹性形变,拉伸幅度可达到130%,即长度10cm的屏幕可拉伸为13cm。目前,柔宇micro-LED弹性屏的像素密度可以达到120PPI,已经达到了笔记本电脑、车载屏幕的显示清晰度。

此外,弹性micro-LED显示技术的透光率优于柔性OLED,可以达到60-70%,相当于汽车贴膜的透光率水平。因此,其可应用于各类透明显示场景,如汽车前挡风玻璃、车窗等,将这些场景下的普通玻璃改造成支持各类信息显示的HUD。

「表面皆屏幕」的终极显示时代,为元宇宙带来另一种可能

柔宇科技发布的micro-LED弹力柔性屏,支持凹凸、扭曲、旋转等大尺度变形

如果说柔性屏解决了弯曲表面下的显示问题,那么弹性屏幕的最大意义就在于可以适用于各类复杂、非规则甚至动态表面,例如头盔风挡、墨镜甚至服装面料等等。例如,搭载弹力柔性屏的仿生机器人,可以将全身任何部位都「包裹」上显示面板,实现全面的信息显示及控制交互。

在弹力柔性屏的帮助下,我们距离「表面皆屏幕」的时代更近了一步。而事实上,柔宇的一些柔性屏幕,已经开始应用于交通工具等商业化场景之中。

例如,柔宇此前曾宣布与飞机制造商空中客车、轨道交通车辆制造商中国中车合作,将柔性屏应用到客机、磁悬浮列车的客舱内。与传统显示面板技术相比,柔性屏不仅能更好地贴合交通工具的客舱表面,还可以有效降低重量,节约企业的运输成本。此外,柔性屏的安全性也让其更适合在交通工具上使用。

如今,柔宇等柔性显示技术供应商已经打破了三星、LGD等海外企业的垄断,实现了柔性屏幕的自主研发、设计制造及量产应用。越来越多的柔性屏幕,让「表面皆屏幕」的时代不再遥远。

而柔性现实技术的发展,也给元宇宙提供了另一种可能。如果将VR视作是个人进入元宇宙世界的快速入口,那么充满了屏幕的封闭空间则提供了一个更具公共属性、且更易交互的元宇宙世界。这也给进入元宇宙世界提供了另一种选择。

「终极显示」到来

未来,显示设备的终极形态是什么?

早在1965年,计算机图形学之父、图灵奖得主Ivan Sutherland就给出了答案。那一年,他发表了著名的《终极显示》(The Ultimate Display)论文,并首次提出了VR、头戴显示器、眼球追踪等计算机视觉与交互新概念。

在这篇论文中,Ivan也描绘了人类未来的「终极显示场景」——「一间由电脑来控制内部物品是否存在的房间」:

显示在其中的椅子真实得让你能够直接坐上去,显示在其中的手铐将真能把人铐起来,而显示在其中的子弹无疑也会是致命的。只需用合适的编程,这样一种显示方式就能实实在在地成为爱丽丝所漫游过的那个仙境。

「表面皆屏幕」的终极显示时代,为元宇宙带来另一种可能

图:科幻题材游戏《The Mandate》艺术设计图,室内场景被无处不在的屏幕与空气投影设备包围

也许,这也会成为元宇宙的另一种形态。我们可以不再被头戴显示器束缚,而是通过眼球追踪器、动作感应器以及无处不在的柔性屏幕甚至空气投影,搭建一个专属于自己的房间。在这个房间之中,我们既可以获得沉浸式的影音游戏体验,也可以随时和朋友、同事来一场自由无拘束的云聚会、云会议。

在这个房间里,元宇宙也不再局限于游戏,而是被外延至影音、生活、社交、工作等各类场景。人类世界的近乎一切行为,都可以从「终极显示」之中受益。

编辑:Coinyuppie,本文链接:https://crypto001.com/metaverse/10172.html

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