Meta asegura que tiene los dispositivos para la realidad aumentada y virtual
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21/06/2022

Meta asegura que tiene los dispositivos para la realidad aumentada y virtual

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Meta dice que su objetivo final con su hardware de realidad virtual es hacer un auricular cómodo y compacto con una finalidad visual que sea "indistinguible de la realidad". Hoy, la compañía reveló sus últimos prototipos de auriculares VR que, según dice, representan pasos hacia ese objetivo.


Meta no ha ocultado que está invirtiendo decenas de miles de millones de dólares en sus esfuerzos de XR, gran parte de los cuales se destinan a I + D a largo plazo a través de su división Reality Labs Research. Aparentemente, en un esfuerzo por arrojar un poco de luz sobre lo que ese dinero realmente está logrando, la compañía invitó a un grupo de prensa a sentarse para echar un vistazo a sus últimos logros en I + D de hardware de realidad virtual.

Para empezar, el CEO de Meta, Mark Zuckerberg, habló junto con el científico jefe de Reality Labs, Michael Abrash, para explicar que el objetivo final de la compañía es construir hardware de realidad virtual que cumpla con todos los requisitos visuales para ser aceptado como "real" por su sistema visual.

Los auriculares VR de hoy en día son impresionantemente inmersivos, pero todavía no hay duda de que lo que estás viendo es, bueno... virtual.

Dentro de la división Reality Labs Research de Meta, la compañía utiliza el término "prueba de Turing visual" para representar la barra que debe cumplirse para convencer a su sistema visual de que lo que hay dentro de los auriculares es realmente real. El concepto se toma prestado de un concepto similar que denota el punto en el que un humano puede distinguir la diferencia entre otro humano y una inteligencia artificial.

Para que un auricular convenza completamente a su sistema visual de que lo que hay dentro del auricular es realmente real, Meta dice que necesita un auricular que pueda pasar esa "prueba visual de Turing".

Cuatro desafíos
Zuckerberg y Abrash describieron lo que ven como cuatro desafíos visuales clave que los auriculares VR deben resolver antes de que se pueda pasar la prueba de Turing visual: varifocal, distorsión, resolución de retina y HDR.

Brevemente, esto es lo que significan:

Varifocal: la capacidad de enfocarse en profundidades arbitrarias de la escena virtual, con ambas funciones de enfoque esenciales de los ojos (vergencia y acomodación)
Distorsión: las lentes distorsionan inherentemente la luz que pasa a través de ellas, a menudo creando artefactos como la separación del color y la natación de la pupila que hacen que la existencia de la lente sea obvia.
Resolución de la retina: tener suficiente resolución en la pantalla para cumplir o exceder el poder de resolución del ojo humano, de modo que no haya evidencia de píxeles subyacentes
HDR: también conocido como alto rango dinámico, que describe el rango de oscuridad y brillo que experimentamos en el mundo real (que casi ninguna pantalla hoy en día puede emular adecuadamente).
El equipo de investigación de sistemas de visualización de Reality Labs ha construido prototipos que funcionan como prueba de conceptos para posibles soluciones a estos desafíos.

Varifocal


Para abordar el varifocal, el equipo desarrolló una serie de prototipos que llamó 'Half Dome'. En esa serie, la compañía exploró por primera vez un diseño varifocal que utilizaba una pantalla en movimiento mecánico para cambiar la distancia entre la pantalla y la lente, cambiando así la profundidad focal de la imagen. Más tarde, el equipo se trasladó a un sistema electrónico de estado sólido que dio como resultado una óptica varifocal que era significativamente más compacta, confiable y silenciosa. Hemos cubierto los prototipos de Half Dome con mayor detalle aquí si quieres saber más.

Realidad virtual... Para lentes
En cuanto a la distorsión, Abrash explicó que experimentar con diseños de lentes y algoritmos de corrección de distorsión que son específicos de esos diseños de lentes es un proceso engorroso. Las lentes novedosas no se pueden hacer rápidamente, dijo, y una vez que se hacen, aún deben integrarse cuidadosamente en un auricular.

Para permitir que el equipo de Investigación de Sistemas de Visualización trabaje más rápidamente en el tema, el equipo construyó un "simulador de distorsión", que en realidad emula un auricular VR usando un 3DTV, y simula lentes (y sus correspondientes algoritmos de corrección de distorsión) en el software.
Hacerlo ha permitido al equipo iterar sobre el problema más rápidamente, en el que el desafío clave es corregir dinámicamente las distorsiones de la lente a medida que el ojo se mueve, en lugar de simplemente corregir lo que se ve cuando el ojo está mirando en el centro inmediato de la lente.

Resolución de retina


En el frente de la resolución de la retina, Meta reveló un prototipo de auriculares nunca antes visto llamado Butterscotch, que según la compañía logra una resolución de retina de 60 píxeles por grado, lo que permite una visión de 20/20. Para hacerlo, utilizaron pantallas extremadamente densas en píxeles y redujeron el campo de visión, para concentrar los píxeles en un área más pequeña, a aproximadamente la mitad del tamaño de Quest 2. La compañía dice que también desarrolló una "lente híbrida" que "resolvería completamente" el aumento de la resolución, y compartió comparaciones a través de la lente entre el Rift original, Quest 2 y el prototipo Butterscotch.
Si bien ya hay auriculares hoy en día que ofrecen resolución de retina, como los auriculares VR-3 de Varjo, solo un área pequeña en el medio de la vista (27 ° × 27 °) alcanza la marca de 60 PPD ... cualquier cosa fuera de esa área cae a 30 PPD o menos. Aparentemente, el prototipo Butterscotch de Meta tiene 60 PPD en todo su campo de visión, aunque la compañía no explicó hasta qué punto la resolución se reduce hacia los bordes de la lente.

Alto rango dinámico
Zuckerberg dijo que de los cuatro desafíos clave que él y Abbrash describieron "el más importante de todos estos es HDR".

Para demostrar el impacto de HDR en la experiencia de realidad virtual, el equipo de investigación de sistemas de visualización construyó otro prototipo, apropiadamente llamado Starburst. Según Meta, es el primer prototipo de auriculares VR ('hasta donde sabemos') que puede alcanzar la friolera de 20.000 nits.


Imagen cortesía de Meta
Sin embargo, el objetivo de HDR no es freír los ojos, sino dar luminancia realista a las cosas que en realidad son marcadamente brillantes en la vida real. Por ejemplo, un incendio, explosión, fuegos artificiales o incluso reflejos brillantes de una ventana en un día sin nubes. Todas estas cosas parecen "estallar" en la vida real porque son mucho más brillantes que el mundo que las rodea. Ser capaz de replicar ese 'pop' de brillo en VR es esencial para pasar la prueba de Turing visual, dice Meta.

A modo de comparación, la pantalla de Quest 2 alcanza un máximo de 100 nits, y los televisores HDR de gama alta alcanzan alrededor de 2,000 nits. Eso significa que el prototipo Starburst puede producir un rango de brillo que es 10 veces más brillante que incluso algunos de los mejores televisores HDR que existen.

Y aunque se espera que la próxima PlayStation VR 2 de Sony sea el primer auricular HDR VR disponible comercialmente, 'HDR' no está exactamente bien definido, por lo que no se sabe si alcanzará los 1.000 nits, y mucho menos los 2.000.Reducción

Si bien muchos de los prototipos de auriculares VR de la compañía sacrifican el peso y el tamaño para demostrar esas ideas fundamentales, Meta también se centra en reducir drásticamente el factor de forma de los auriculares VR. Con ese fin, la compañía ha tomado su investigación de óptica plegada holográfica de prueba de concepto y la ha convertido en un auricular VR real y funcional llamado Holocake 2.

Este prototipo impresionantemente compacto aborda las dos mayores limitaciones de tamaño de los auriculares VR contemporáneos: la longitud de la trayectoria óptica y el ancho de las lentes.

Para que las lentes de un auricular VR hagan su trabajo, deben colocarse a una cierta distancia de la pantalla. Si los acercas más, simplemente no podrás enfocar la imagen correctamente. Pero el uso de la óptica 'panqueque' (también conocida como óptica 'plegada'), reduce efectivamente la distancia entre la lente y la pantalla al "plegar" el camino hacia atrás sobre sí mismo utilizando la polarización para hacer rebotar la luz hacia adelante y hacia atrás antes de finalmente llegar al ojo.

A medida que reduce esa distancia, comienza a ver que el grosor de las lentes en realidad limita aún más qué tan cerca puede poner la pantalla al ojo. Con ese fin, el prototipo Holocake 2 utiliza lentes holográficas que son significativamente más delgadas que las lentes tradicionales.

Estas son esencialmente películas holográficas delgadas que tienen un holograma de una lente tradicional incrustada dentro de ellas. A pesar de que son delgados, manipulan la luz de manera similar a la lente más gruesa a partir de la cual están modelados.


La combinación de lentes holográficas y ópticas de panqueques, por lo tanto, holo cake, es la clave que hace que Holocake 2 sea tan compacto.

"La creación de la lente holográfica fue un enfoque novedoso para reducir el factor de forma que representó un notable paso adelante para los sistemas de visualización de realidad virtual", dice Meta. "Este es nuestro primer intento de un auricular completamente funcional que aproveche la óptica holográfica, y creemos que es posible una mayor miniaturización de los auriculares".


Sin embargo, este es un auricular atado a la PC, lo que significa que necesitará un volumen adicional (cómputo y batería) para alcanzar el factor de forma independiente que Meta está buscando. Y desafortunadamente, dice Meta, Holocake 2 requiere una fuente de luz láser para que su óptica holográfica funcione bien, y aún no tienen el tamaño o el costo necesarios para implementarse prácticamente en un producto real.

La era de Cambrian

Imagen cortesía de Meta
Todo eso es una mirada emocionante a dónde puede dirigirse el futuro del hardware de realidad virtual, pero ¿será el próximo auricular vr de Meta, Project Cambria, el punto donde todo se reúna?

Desafortunadamente no parece ser así. La compañía indica que la mayoría de la tecnología que se muestra aquí está lejos de estar lista para el horario estelar. Y con el Proyecto Cambria que se espera que se lance en algún momento de este año, simplemente no hay tiempo suficiente para que Meta produzca todas estas tecnologías. Por supuesto, parece que Cambria usará óptica plegada (aunque no óptica plegada holográfica) para hacer las cosas un poco más compactas que Quest, pero pasará un tiempo antes de que veamos algo como Holocake 2 llegar al mercado.

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