Виртуальные дисплеи с ретинальным проецированием: технологии и перспективы.
Virtual retinal display
Виртуальные дисплеи для сетчатки глаза (VRD/RSD/RP): технология проецирования изображения прямо на сетчатку. Преимущества и недостатки, перспективы развития.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Экран дисплея марки Apple
the Apple branded display screen
Технология отображения
Display technology
Виртуальный дисплей сетчатки (VRD), также известный как дисплей сканирования сетчатки (RSD) или проектор сетчатки (RP), — это технология отображения, которая проецирует растровое изображение (как на телевизоре) непосредственно на сетчатку глаза.
A virtual retinal display (VRD), also known as a retinal scan display (RSD) or retinal projector (RP), is a display technology that draws a raster display (like a television) directly onto the retina of the eye.
История
В прошлом подобные системы создавались путем проецирования дефокусированного изображения непосредственно перед глазом пользователя на небольшой "экран", обычно в виде больших очков. Пользователь фокусировал взгляд на фоне, где экран казался парящим. Недостатками этих систем были ограниченная площадь "экрана", большой вес небольших телевизоров, используемых для проецирования изображения, и тот факт, что изображение становилось четким только при фокусировке пользователя на определенной "глубине". Ограниченная яркость делала их пригодными только для использования в помещении. Лишь недавно ряд разработок сделали настоящую систему VRD практичной. В частности, разработка светодиодов высокой яркости позволила создавать дисплеи, достаточно яркие для использования днем, а адаптивная оптика позволила системам динамически корректировать неровности глаза (хотя это не всегда необходимо). В результате получился экранный дисплей высокого разрешения с отличным цветовым охватом и яркостью, значительно превосходящий лучшие телевизионные технологии. VRD был изобретен Кадзуо Ёсинакой из Nippon Electric Co. в 1986 году. Последующие работы в Лаборатории технологий человеческого интерфейса Университета Вашингтона в 1991 году привели к созданию аналогичной системы. Большинство исследований VRD на сегодняшний день проводились в сочетании с различными системами виртуальной реальности. В этом качестве VRD обладают потенциальным преимуществом в значительно меньшем размере по сравнению с существующими телевизионными системами. Однако они разделяют некоторые из тех же недостатков, требуя определенной оптики для передачи изображения в глаз, как правило, аналогичной системе солнцезащитных очков, используемой в предыдущих технологиях. Его также можно использовать как часть носимой компьютерной системы. Стартап MicroVision, Inc., базирующийся в Вашингтоне, стремился к коммерциализации VRD. Основанная в 1993 году, ранняя разработка MicroVision финансировалась оборонными контрактами правительства США и привела к созданию прототипа головного дисплея Nomad. В 2018 году Intel представила Vaunt – умные очки, разработанные так, чтобы выглядеть как обычные, использующие проекцию на сетчатку с помощью лазера с вертикальной полостью и голографической решетки. Intel отказалась от этого проекта и продала технологию компании North. В том же году QD Laser, японский производитель лазеров, отделившийся от Fujitsu, разработал первый коммерчески доступный VRD-дисплей RETISSA. В следующем году компания начала продавать преемника VRD RETISSA Display II с более высоким разрешением, эквивалентным 720p. В 2023 году Sony выпустила компактную камеру с интегрированным проекционным устройством Retissa Neoviewer для сетчатки, предназначенную для выпуска в США. Производители утверждают, что разрешение только дисплея сетчатки (не камеры) номинально эквивалентно 720P. Хотя это "не медицинское устройство", есть надежда, что проектор сетчатки может быть особенно полезен некоторым пользователям с нарушениями зрения, и адаптация была значительно субсидирована Sony. Из-за нового пользовательского опыта и ограниченной доступности потенциальным покупателям настоятельно рекомендуется участвовать в мероприятиях "потрогай и попробуй", чтобы оценить, будет ли эта технология полезна в их конкретных обстоятельствах, прежде чем совершить покупку.
In the past similar systems have been made by projecting a defocused image directly in front of the user's eye on a small "screen", normally in the form of large glasses. The user focused their eyes on the background, where the screen appeared to be floating. The disadvantage of these systems was the limited area covered by the "screen", the high weight of the small televisions used to project the display, and the fact that the image would appear focused only if the user was focusing at a particular "depth". Limited brightness made them useful only in indoor settings as well. Only recently a number of developments have made a true VRD system practical. In particular the development of high brightness LEDs have made the displays bright enough to be used during the day, and adaptive optics have allowed systems to dynamically correct for irregularities in the eye (although this is not always needed). The result is a high resolution screenless display with excellent color gamut and brightness, far better than the best television technologies. The VRD was invented by Kazuo Yoshinaka of Nippon Electric Co. in 1986. Later work at the University of Washington in the Human Interface Technology Lab resulted in a similar system in 1991. Most of the research into VRDs to date has been in combination with various virtual reality systems. In this role VRDs have the potential advantage of being much smaller than existing television based systems. They share some of the same disadvantages however, requiring some sort of optics to send the image into the eye, typically similar to the sunglasses system used with previous technologies. It also can be used as part of a wearable computer system. A Washington based startup, MicroVision, Inc., has sought to commercialize VRD. Founded in 1993, MicroVision's early development work was financed by US government defense contracts and resulted in the prototype head mounted display called Nomad. In 2018, Intel announced Vaunt, a set of smart glasses that are designed to appear like conventional glasses, which use retinal projection via a vertical cavity surface emitting laser and holographic grating. Intel gave up on this project, and sold the technology to North. In the same year, QD Laser, a Japanese laser maker spun off from Fujitsu, developed the first commercialized true VRD RETISSA Display. In the following year, the firm started to sell the successor VRD RETISSA Display II, which featured a higher resolution equivalent to 720p. In 2023 Sony produced a compact camera with an integrated Retissa Neoviewer retinal projection device, for release in the US. The resolution of the retinal display only (not the camera) is claimed by the manufacturers to be nominally equivalent to 720P. Although "not a medical device" it is hoped that the retinal projection viewer may be of particular value to some visually impaired users, and the adaptation was heavily subsidised by Sony. Because of the novel user experience, and limited availability, potential buyers were strongly encouraged to participate in "touch and try" events to see if the technology is useful to their particular circumstances before committing to a purchase.