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4K/1英寸微显示屏VR头盔体验记:一款为秀屏幕的设备

2017-12-06来源:互联网

  雷锋网按:2017 年年初的 CES 上,Kopin 推出了一款只有 1 英尺的微显示屏 Lightning(闪电)。随后 6 月份,歌尔与 Kopin 宣布合作推出双眼 4K 基于微显示屏“闪电”精灵头盔(Elf)的参考设计。 日前,外媒 RoadtoVR 编辑 往前歌尔(Goertek)位于硅谷的办公室,上手体验了这款设备。从外观到运行效果,给出了较为全面的介绍。歌尔方面表示,采用“闪电”微显示屏的首款产品将于 2018 年上市。雷锋网将全文编译如下。

  大小和重量

  在外观上,可以运行的精灵头盔原型如之前所见的一样,非常小巧,配备一对一英寸的 Kopin “闪电”显示器,分辨率都是 2048 x 2048,刷新率 120 Hz。这款头盔不仅比其它头盔都要小巧得多——220克的重量,这连 Rift 和 Vive 一半的重量都没有,虽然目前这款头盔还没有一体化的声音、IPD 调试、也没有位置追踪技术,这些技术会需增加额外的硬件和重量。

  连接

  头盔通过 DisplayPort 和 USB 插口连接到主机上,两个合成一套细小的数据线,从一个 USB C类接口接入头盔。Kopin 通过 OpenVR 驱动,让头盔可以运行 SteamVR 的内容。

  画面(至少目前)黑乎乎的

  精灵原型所展示的演示是一个名为《 InMind 2 VR》 的 SteamVR 游戏。演示中展示了大脑神经元的各种模型。当我带上头盔,第一个感觉就是图像好黑。人能够清楚看清图像,但它绝对不应该这么黑。Kopin 对此解释称,显示器还没有最终完成,他们预计等到量产销售时,亮度应该会是现在的两倍。

  视野

  除了亮度,另一个突出的特点就是视野,可能与很多用户所习惯的 Rift、Vive 或者 PSVR 的不同,反而更像谷歌 Daydream 的视野。Kopin 称演示所用的原型配备的是 70 度的视野,他们还在开发不同的镜头,目标是提供 80 度和 100 度的视野。

  在 70 度视野的原型机里,“双目视觉”感(在你的视野周围能注意到黑色的圈)非常明显。虽然能看见极度平滑、清晰的图像,视野的狭窄还是让沉浸感大打折扣,所以如果 Kopin 在开发视野更大的镜头那就很好。

  图像保真度

  Kopin 的像素(2048 x 2048)超过 Rift 和 Vive(1080 x 1200)的三倍,图像看起来清晰度极高,让人惊喜。另外,由于视野狭窄,像素的密度也变得更高了。单个像素是完全分辨不出的,感觉不出有什么纱窗效应。

  因为 70 度视野的 FoV 镜头不是菲涅尔透镜,所以没有 Rift 和 Vive 上常见的散光散射现象,也注意不到有任何的色差。没有明显的显示器亮度不均而出现的痕迹,这很好,但是要确定头盔完全没有这个问题还需要更多时间。

  另外,因为这是一个微型 OLED 显示器,黑色非常深。不过,还没机会看到合适的场景,来评估头盔是否有黑色污迹的问题。

  变形和矫正

  精灵头盔的存在完全是为了显摆一下显示器和镜头,目前还没有内置的位置追踪技术。这意味着在之前的演示中,头盔仅仅只追踪旋转。演示里的追踪技术看起来还可以,由于 120 Hz 的刷新率,顺滑度非常不错,虽然在转头的时候在视野周围有一些变形,可能是由镜头导致的。

  Kopin 称公司还在改进头盔的驱动,调整、矫正变形的问题。公司非常自信,只要最终确认了镜头和驱动,就能消除畸变的问题。

  更宽的视野是要付出代价的

  我还看到了 80 度和 100 度视野版本的原型(配备了同样的闪电显示屏),没有内嵌到完整的头盔中,而是连接到了一个测试板上。80 度的镜头是一个二器件的菲涅尔透镜,比 70 度和 100 度的镜头都亮得多。很明显能感受到 80 度的视野要宽得多,但因为没有和配有头部追踪的头盔连接起来,很难评估其沉浸感到底如何。

  100 度的镜头是一个二器件的非菲涅尔透镜,跟 70 度镜头一样黑乎乎的。虽然镜头本身可能提供了100 度的视野,但是你能看到显示屏的边缘,在我看来,其沉浸感还不如一个视野更小、但是看不见显示屏边缘的镜头。

  Kopin 计划未来开发一个更大的显示屏,这意味着更大的视野、并且看不到边界,但是在若干年内还没法准备完成。这样看来,就沉浸感和图像保真度而言,Kopin 的 80 度视野镜头是目前最好的选择。所以现在的问题就是:消费者在多大程度上,愿意以视野为代价,换取更好的图像保真度?

  “精灵”是一个宣传,而非一个产品

  关于以上所有关于“精灵”头盔的信息,我们必须明确很重要的一点:它不会成为一款产品,而只是为 Kopin 的 VR 显示屏和歌尔。

  的制造能力所做的一次宣传。公司的目标是能有一个电子消费品公司,会想要基于闪电显示屏来制造产品,而精灵头盔的使命就是演示给人们看,闪电显示屏能使产品具备怎样的外形。歌尔称两家公司正在对潜在的电子消费品公司做“积极宣传”。

  这意味着,配有 Kopin “闪电”显示器的终端产品的样子,最后会和现在的“精灵”头盔不一样。实际上,虽然“精灵”有其限制所在,Kopin 称头盔的基础部分还适用于一体化的 VR 头盔。

  Kopin 是一家上市的显示器制造商,成立于 1984 年。随着 VR 行业强势发展,公司针对 VR 头盔,制定了显示器制造商的蓝图。从本质上来说,微显示器的特点就是体积小,而像素密度惊人的高,并能够具备较高的刷新率。

  Kopin 为 VR 定位的第一个微显示器被他们称作“闪电”,是一个一英寸显示器,具有 2048 x 2048 的单眼分辨率和 120 Hz 的刷新率,令人惊喜。由于 Rift 和 Vive 使用了 1080 x 1200 像素的分辨率,Kopin “闪电”显示屏的像素是其 3.2 倍,并且比这些刷新率为 90 Hz 的头盔运行快得多。

  微显示器的“迷你身材”还具有另一种优势:它有可能大大缩短焦距。市面上消费级的 VR 头盔差不多都是一样大,不是因为我们没法设计更小的外形,而是因为光学的原因,显示器必须与镜头保持一定距离,才能在用户的眼中展现出对焦的画面。如果图像小一点,所需的对焦距离也小一点,这样显示器就不需要距离滤镜那么远,这就让头盔有可能体积更小。

  Kopin 之前与中国的 ODM 厂商歌尔合作开发过一个 VR 头盔原型,使用了他们的“闪电”微显示器。合作的成果是一个及其微缩、轻量的设备,与目前笨重的消费级头盔相比,戴起来绝对是非常的爽。

  我在今年 E3 展会上试用了一个原型,但是没能在其中观赏任何的 VR 内容,因为据公司称,公司唯一一台能够达到配置要求的电脑——因为两个显示器都是定制的 4096 x 2048 像素分辨率——被送去了同样在这个星期举行的亚洲 CES 展会。以后的更新会看到原型头盔上的内容,以下的文章只讨论其外观。

  与目前市面上的其它消费级头盔相比,即便是与其中最轻的(例如 Gear VR 和 Daydream View)相比,Kopin 原型也轻得像羽毛一样(不过需要提出的是,设备还缺少一个用于显示的小型驱动板,这会增加一点点的重量)。

  一根可调节的带子让用户可以轻松地在头上佩戴设备,不需要使用头顶的带子。外壳是由一个很薄、极度轻量的塑料制成。设备看起来很牢,但是不知道材料的耐用度能否达到消费者使用的要求。可能还需要改用一种更厚、更耐用的材料,有可能增加一定的重量。

  只从图片中很难看出 Kopin 头盔比其它头盔要小多少,感觉与一副滑雪护目镜的大小和重量差不多;设备包裹在眼部周围,但是不会盖住很多脸部面积。

  另外,这款头盔也没有其它头盔那么“深”,意思就是,它不像其它头盔从脸部突出那么多。这种“苗条”的身材使得保持轻量体重更加复杂了,因为如果产品外形更大的话,各方面的设计会更好平衡。

  如果大部分沉浸式 VR 头盔能达到这种外观的话,到那一天,VR 的舒适度和易用度会有大大提升。

  微显示器的代价

  使用微显示器有好处,但也不是没有代价。

  Kopin 称,单眼 2 英寸显示屏对于 VR 来说绝对是完美。传统的 VR 显示屏——例如 Rift 和 Vive 目前的显示屏——都受限于他们的大小。要把它们缩小到 2 英寸、并保持它们的像素密度不是一件容易的事。另外,虽然微显示器有其极小的体积和极高的像素密度,但是应用到 VR 上就有了一项挑战——虽然有点违背直觉——会让设备反而变得更大。

  微显示器的制造过程类似计算机处理器的制造过程,需要将微型结构刻制到硅晶元上。这个过程需要高度细分的专业度,需要极度昂贵的设备,而且只有大规模生产才能盈利。因为世上大部分能够进行此类生产的厂商都用于生产世上最小的零件,没有大规模资本投入,要生产更大的微显示屏不是一件简单的事。

  Kopin 称,由于微显示屏微小的体积,这种显示器技术所面对的挑战就是实现沉浸式的视野;图像需要进行极大的放大,才能实现宽广的视野。他们称目前的闪电显示屏使用一种双器件的菲涅尔透镜,能够做到直径最大 110 度的视野。他们还正在与 3M 合作研发一个更小的“薄饼”光学器件,据称可以实现 100 度的视野。

  不过,还没有看过头盔,还不清楚这种光学转化对于图像质量会有什么影响,也不知道针对这种光学配置所需要什么程度的、什么效果的反扭曲技术。要用微显示器做到宽广的视野不是小事。Kopin 似乎也这么认为,据称更大的显示屏与微显示屏相比,更有可能在视野上留下边缘,至少除非是微显示屏能做得更大。

  为达到这一目标,Kopin 称公司及其合作伙伴已经进行了一亿五千万美元的初期投资,用于打造一个新工厂,能够制造更大、更高分辨率的 VR 微显示屏。这还需要很多年才能实现,很可能等到新工厂完工,但是公司的蓝图显示了公司目标是一个 1.3 英寸、3072 x 3072 分辨率的显示屏,并在未来打造另一个 1.37 英寸、4096 x 4096 分辨率的显示屏。

  虽然显示屏变得更大,他们却做了妥协,使用了目前大部分头盔所使用的光学器件:越来越长的焦距需要镜头与显示屏的距离越来越远,才能正确对焦。即便这样,这个大小的微显示器也应该保持其像素密度的优势。

  所以,一方面来说,我们有传统的 OLED 显示屏制造商,例如三星,正在研究如何缩小他们的显示屏,而另一方面,Kopin 等微显示屏制造商们正努力放大他们的显示屏。谁能找到合适的平衡,我们拭目以待。