Le grandi aziende tecnologiche non vedono l’ora di entusiasmarci per l’avvento del metaverso, ma l’attuale hardware per la realtà virtuale è ben lontano dal raggiungere i loro ambiziosi obiettivi. Una delle sfide più grandi è la costruzione di display migliori con un numero maggiore di pixel per pollice, ma gli esperti dicono che nuovi materiali e design sono in arrivo.
La Silicon Valley scommette miliardi di dollari sul fatto che Internet sta per subire il più grande cambiamento dall’avvento degli smartphone. Presto, si pensa, la maggior parte delle persone accederà al web tramite headset indossabili che ci trasporteranno in mondi virtuali piuttosto che toccando un touchscreen.
Oggi, però, la realtà virtuale e aumentata sono ancora piuttosto rudimentali. Aziende come Meta, Microsoft, Google e Magic Leap vendono già headset per la realtà virtuale e aumentata, ma finora hanno trovato casi d’uso limitati e le esperienze che offrono sono ancora ben al di sotto degli standard di alta definizione che ci aspettiamo dall’intrattenimento digitale.
Una delle maggiori limitazioni è rappresentata dall’attuale tecnologia di visualizzazione. In un headset VR, gli schermi si trovano a pochi centimetri di fronte ai nostri occhi, quindi devono racchiudere un numero enorme di pixel in uno spazio molto ridotto per avvicinarsi alla definizione che ci si potrebbe aspettare da un televisore 4K di ultima generazione.
Questo è impossibile con gli attuali display, ma in una prospettiva pubblicata la scorsa settimana su Science, i ricercatori di Samsung e dell’Università di Stanford affermano che le tecnologie emergenti potrebbero presto avvicinarci al limite teorico della densità di pixel, inaugurando nuove potenti headset VR.
Gli sforzi per aumentare le prestazioni degli schermi sono complicati dal fatto che ciò è in diretta competizione con un altro obiettivo cruciale: renderli più piccoli, più economici e più efficienti dal punto di vista energetico. I dispositivi odierni sono ingombranti e poco maneggevoli e limitano la quantità di tempo in cui possono essere indossati e il contesto in cui possono essere utilizzati.
Uno dei motivi principali per cui i visori sono oggi così grandi è la serie di elementi ottici di cui sono dotate e la necessità di mantenere uno spazio sufficiente tra questi e i display per focalizzare correttamente la luce. Sebbene i nuovi design delle lenti compatte e l’uso di metasuperfici – film nanostrutturati con proprietà ottiche uniche – abbiano permesso una certa miniaturizzazione in questo settore, secondo gli autori, è probabile che si stiano raggiungendo i limiti.
I nuovi design, come le lenti olografiche e le “lenti pancake” che fanno rimbalzare la luce tra diversi pezzi di plastica o di vetro, potrebbero contribuire a ridurre la distanza lente-display di un fattore da due a tre. Ma ognuna di queste interazioni riduce la luminosità delle immagini, che deve essere compensata da display più potenti ed efficienti.
I display migliori sono necessari anche per risolvere un’altra importante limitazione dei dispositivi odierni: la risoluzione. Gli schermi TV Ultra-HD possono raggiungere una densità di pixel di circa 200 pixel per grado (PPD) a una distanza di circa 3 metri, molto superiore ai circa 60 PPD che l’occhio umano è in grado di distinguere. Ma poiché i display VR si trovano al massimo a uno o due pollici dagli occhi dell’osservatore, possono raggiungere solo circa 15 PPD.
Per eguagliare i limiti di risoluzione dell’occhio umano, gli autori affermano che gli schermi VR devono racchiudere tra i 7.000 e i 10.000 pixel in ogni pollice di display. A titolo di confronto, gli schermi degli smartphone più recenti riescono a contenere solo circa 460 pixel per pollice.
Nonostante le dimensioni di questo divario, tuttavia, esistono già percorsi chiari per colmarlo. Attualmente, la maggior parte degli headset VR utilizza diodi organici ad emissione di luce (OLED) rossi, verdi e blu separati, che sono difficili da rendere più compatti a causa del loro processo di produzione. Ma un approccio alternativo che aggiunge filtri colorati agli OLED bianchi potrebbe consentire di raggiungere i 60 PPD.
L’uso di filtri ha le sue sfide, in quanto riduce l’efficienza della sorgente luminosa, con conseguente diminuzione della luminosità o aumento del consumo energetico. Ma un progetto sperimentale di OLED noto come “meta-OLED” potrebbe aggirare questo compromesso combinando la sorgente luminosa con specchi nanopatterned che sfruttano il fenomeno della risonanza per emettere luce solo da una particolare frequenza.
I meta-OLED potrebbero potenzialmente raggiungere densità di pixel superiori a 10.000 PPD, avvicinandosi ai limiti fisici posti dalla lunghezza d’onda della luce. Potrebbero anche essere più efficienti e avere una migliore definizione dei colori rispetto alle generazioni precedenti. Tuttavia, nonostante l’interesse delle aziende produttrici di display, la tecnologia è ancora nascente e probabilmente lontana dalla commercializzazione.
Secondo gli autori, l’innovazione più probabile a breve termine nel campo dei display è quella che sfrutta una stranezza della biologia umana. L’occhio è in grado di distinguere 60 PPD solo nella regione centrale della retina, nota come fovea, con una sensibilità significativamente inferiore alla periferia.
Inoltre, le tecnologie di visualizzazione discusse dai ricercatori riguardano principalmente la VR e non l’AR, i cui headset si baseranno probabilmente su una tecnologia ottica molto diversa che non oscura la visione del mondo reale a chi le indossa. In ogni caso, sembra che, sebbene le esperienze virtuali più immersive siano ancora lontane, la strada per arrivarci sia ben tracciata.
Articolo di Edd Gent, tradotto e adattato da Saverio Fidecicchi e rinvenibile al link: https://singularityhub.com/2022/09/25/better-virtual-reality-displays-are-coming-and-theyll-likely-exploit-a-quirk-of-the-human-eye/
Article by Edd Gent, translated and adapted by Saverio Fidecicchi and found at the link: https://singularityhub.com/2022/09/25/better-virtual-reality-displays-are-coming-and-theyll-likely-exploit-a-quirk-of-the-human-eye/
