Электронная бумага Retina: экраны, неотличимые от реальности
Шведские ученые создали электронную бумагу Retina с невероятной плотностью пикселей.Эта технология обещает сделать виртуальные миры визуально неотличимыми от реальности.
В погоне за идеальным изображением производители телевизоров и смартфонов постоянно наращивают разрешение экранов. Однако для устройств виртуальной и дополненной реальности этот путь оказался тупиковым. Проблема в том, что когда экран находится всего в сантиметрах от глаза, пиксели должны быть невероятно малы. Но у традиционных технологий есть физический предел: если пиксель становится меньше одного микрометра, он теряет способность отображать четкое и яркое изображение, начинаются цветовые искажения и проблемы с однородностью.
Шведские исследователи нашли принципиально иное решение, обойдя фундаментальные ограничения обычных дисплеев. Ученые из Технологического университета Чалмерса, Гётеборгского и Уппсальского университетов создали прототип, который может совершить революцию в цифровой реальности, — «ретинальную электронную бумагу».
Вместо привычных пикселей команда использовала инновационные «метапиксели», изготовленные из оксида вольфрама. Этот материал обладает уникальным свойством: под воздействием электрического тока он может переключаться между состоянием изолятора и металла. Метапиксели не излучают собственный свет, а управляемо отражают его, подобно тому, как природные наноструктуры в перьях птиц создают яркие переливы цвета. Такой подход полностью устраняет проблемы, с которыми сталкиваются традиционные светоизлучающие пиксели при миниатюризации.
Результат превзошел все ожидания. Исследователям удалось создать экран размером с человеческий зрачок, плотность пикселей на котором превышает 25 000 на дюйм. Для демонстрации его возможностей на нем была воспроизведена знаменитая картина Густава Климта «Поцелуй». Несмотря на то что общее разрешение прототипа составляет крошечные 1,4 x 1,9 мм, качество изображения достигло совершенства с точки зрения человеческого восприятия.
«Этот прорыв открывает путь к созданию виртуальных миров, визуально неотличимых от реальности», — заявляют в университете Чалмерса. Суть открытия объясняет профессор Андреас Далин: «Это означает, что каждый пиксель примерно соответствует одному фоторецептору в глазу... Человек не способен воспринимать более высокое разрешение». Действительно, когда плотность пикселей точно соответствует плотности светочувствительных клеток сетчатки, мозг перестает видеть разницу между цифровой картинкой и физическим миром.
Потенциал этой технологии выходит далеко за рамки развлечений. Как отмечает ведущий автор исследования Куньли Сюн из Уппсальского университета, «Разработанная нами технология может открыть новые способы взаимодействия с информацией и окружающим миром. Она может расширить творческие возможности, улучшить удалённое сотрудничество и даже ускорить научные исследования».
Хотя технология еще требует доработки, ее преимущества очевидны: экстремально высокое разрешение при минимальных размерах и, что важно, низкое энергопотребление, так как метапиксели не требуют постоянной подсветки.
Профессор Джованни Вольпе из Гётеборгского университета уверен в будущем своего детища: «Это важный шаг вперёд в разработке экранов, которые можно уменьшить до миниатюрных размеров, одновременно повысив качество... Мы уверены, что электронная бумага с сетчаткой сыграет важную роль в своей области и в конечном итоге окажет влияние на всех нас». Остается лишь ждать, когда это прорывное изобретение покинет стены лабораторий и подарит нам опыт цифровой реальности, не отличимый от подлинного.
Шведские исследователи нашли принципиально иное решение, обойдя фундаментальные ограничения обычных дисплеев. Ученые из Технологического университета Чалмерса, Гётеборгского и Уппсальского университетов создали прототип, который может совершить революцию в цифровой реальности, — «ретинальную электронную бумагу».
Вместо привычных пикселей команда использовала инновационные «метапиксели», изготовленные из оксида вольфрама. Этот материал обладает уникальным свойством: под воздействием электрического тока он может переключаться между состоянием изолятора и металла. Метапиксели не излучают собственный свет, а управляемо отражают его, подобно тому, как природные наноструктуры в перьях птиц создают яркие переливы цвета. Такой подход полностью устраняет проблемы, с которыми сталкиваются традиционные светоизлучающие пиксели при миниатюризации.
Результат превзошел все ожидания. Исследователям удалось создать экран размером с человеческий зрачок, плотность пикселей на котором превышает 25 000 на дюйм. Для демонстрации его возможностей на нем была воспроизведена знаменитая картина Густава Климта «Поцелуй». Несмотря на то что общее разрешение прототипа составляет крошечные 1,4 x 1,9 мм, качество изображения достигло совершенства с точки зрения человеческого восприятия.
«Этот прорыв открывает путь к созданию виртуальных миров, визуально неотличимых от реальности», — заявляют в университете Чалмерса. Суть открытия объясняет профессор Андреас Далин: «Это означает, что каждый пиксель примерно соответствует одному фоторецептору в глазу... Человек не способен воспринимать более высокое разрешение». Действительно, когда плотность пикселей точно соответствует плотности светочувствительных клеток сетчатки, мозг перестает видеть разницу между цифровой картинкой и физическим миром.
Потенциал этой технологии выходит далеко за рамки развлечений. Как отмечает ведущий автор исследования Куньли Сюн из Уппсальского университета, «Разработанная нами технология может открыть новые способы взаимодействия с информацией и окружающим миром. Она может расширить творческие возможности, улучшить удалённое сотрудничество и даже ускорить научные исследования».
Хотя технология еще требует доработки, ее преимущества очевидны: экстремально высокое разрешение при минимальных размерах и, что важно, низкое энергопотребление, так как метапиксели не требуют постоянной подсветки.
Профессор Джованни Вольпе из Гётеборгского университета уверен в будущем своего детища: «Это важный шаг вперёд в разработке экранов, которые можно уменьшить до миниатюрных размеров, одновременно повысив качество... Мы уверены, что электронная бумага с сетчаткой сыграет важную роль в своей области и в конечном итоге окажет влияние на всех нас». Остается лишь ждать, когда это прорывное изобретение покинет стены лабораторий и подарит нам опыт цифровой реальности, не отличимый от подлинного.