Last Updated on 2024-07-04 07:17 by admin
Meta Reality Labs、プリンストン大学、およびキングアブドゥラ大学科学技術大学の研究者たちは、超広角視野のレチナ解像度を持つホログラフィックディスプレイを実現する新しい方法についての論文を「Nature Communications」誌に発表した。この方法は、そうしたパラメータを達成するために必要なディスプレイ解像度を大幅に削減し、XRヘッドセットへのホログラフィックディスプレイの導入を加速する可能性がある。
ホログラフィックディスプレイは、現実世界で見る光のより正確な表現であるライトフィールドを表示できるため、XRにおいて特に望ましい。しかし、ホログラフィックディスプレイをXRヘッドセットで実用化する上での障害の一つに、エタンデュー（光がホログラフィックシステム内で広がることができる範囲を測る尺度）がある。エタンデューが低いと視野が狭くなり、このシステムでエタンデューを増やす唯一の方法は、ディスプレイのサイズを増やすか、画像の品質を下げることであるが、これらはどちらもXRヘッドセットでの使用には望ましくない。
新しい論文では、ホログラフィックディスプレイのエタンデューを最大64倍拡大する方法を紹介している。これにより、研究者たちは、理想的な条件下で126°の水平視野と、1度あたり60ピクセルの「真のレチナ解像度」を実現するディスプレイを達成できると述べている。ただし、この方法を実現するには、現在存在するものよりも高解像度の空間光変調器（SLM）が必要であるが、必要なSLM解像度を数十億ピクセルから数千万ピクセルに削減する。
エタンデュー拡大自体は新しい概念ではないが、既存の方法では画像品質を大幅に犠牲にしてエタンデューを拡大していた。研究者たちは「ニューラルエタンデュー拡大」と呼ばれる新しい方法を提案し、これは表示される内容を考慮に入れた「賢い」エタンデュー拡大法である。この方法では、自然画像データセットから学習したニューラルエタンデュー拡大器をSLMの波面変調と共同で最適化し、人間の目によって知覚可能なディスプレイ品質を最大化する。
研究者たちは、この方法が研究ステップにとどまらず、将来的に実用的な応用として使用される可能性があると結論付けている。また、将来のホログラフィックディスプレイがこの光学設計アプローチを採用すること、特にVR/ARディスプレイにおいて、が見込まれると述べている。
【ニュース解説】
Meta Reality Labs、プリンストン大学、およびキングアブドゥラ大学科学技術大学の研究者たちが共同で行った最新の研究では、XRヘッドセット用の超広角視野を持つレチナ解像度ホログラフィックディスプレイを実現するための新しい方法が発表されました。この技術は、従来必要とされていたディスプレイの解像度を大幅に削減することで、ホログラフィックディスプレイの実用化への道を大きく短縮する可能性を秘めています。
ホログラフィックディスプレイは、現実世界での光の挙動をより正確に再現するライトフィールドを表示することができるため、XR（拡張現実）技術において非常に重要です。しかし、この技術を実現する上での大きな障壁の一つが、エタンデューと呼ばれる、光が広がることができる範囲の限界です。エタンデューが低いと、視野が狭くなってしまいます。これを解決するためには、ディスプレイのサイズを大きくするか、画質を落とす必要がありましたが、これらはどちらもユーザー体験を損なう要因となります。
研究チームが提案する「ニューラルエタンデュー拡大」技術は、エタンデューを最大64倍に拡大することができ、これにより126°の水平視野と、1度あたり60ピクセルの高解像度（レチナ解像度）を実現することが可能になります。この技術は、表示される内容に応じてエタンデューを拡大する「賢い」方法であり、自然画像データセットから学習し、SLMの波面変調と共同で最適化されます。これにより、人間の目によって知覚可能な最高のディスプレイ品質を実現します。
この技術のポジティブな側面は、XRヘッドセットにおける没入感の向上と、よりリアルな視覚体験の提供にあります。一方で、高解像度の空間光変調器（SLM）の開発が必要であり、これは現在の技術水準ではまだ実現されていないため、実用化に向けた課題も残されています。
将来的には、この技術がVR/ARディスプレイの標準的な設計アプローチとして採用される可能性があり、さらにはメタサーフェスなどの新しい光学素材を利用することで、さらなる性能向上が期待されます。この研究は、XR技術の未来における視覚体験の質を大きく向上させる可能性を秘めており、長期的には教育、エンターテイメント、プロフェッショナルな作業環境など、多岐にわたる分野での応用が期待されます。
from New Meta R&D Reveals Shortcut to Ultra-wide Retina Resolution Holographic Displays in XR.
