Okulary wyświetlające: co tak naprawdę otrzymujesz

Pracujemy ze stereoskopowym 3D od wielu lat i wciąż zadawane jest nam to samo pytanie: Czy te kompaktowe okulary z ogromnym wirtualnym ekranem są warte kupna, i który model wybrać? Zamiast odpowiadać za każdym razem, postanowiliśmy napisać tę recenzję.

Przeciętny człowiek nie rozumie podstawowych zasad optyki i nie potrafi właściwie ocenić jakości obrazu takich urządzeń. Jest to wykorzystywane przez wszelkiego rodzaju oszustów do sprzedaży produktów niskiej jakości. Wyjaśnimy, jak każdy może łatwo ocenić jakość obrazu tych okularów.

Poniżej spokojnie i obiektywnie przyjrzymy się tej technologii, bez hype'u i emocji. Tylko optyka, fizyka, biologia i matematyka, oparte na tym, co nauka rzeczywiście wie. Wszystkie wnioski możesz zweryfikować samodzielnie za pomocą kalkulatora. Osoby, które już kupiły takie urządzenia, mówią, że czują się oszukane. Przeczytaj o tym, co tak naprawdę otrzymujesz zanim kupisz, a nie później, gdy twoje pieniądze już przepadły.

Producenci i chciwi blogerzy będą ci śpiewać słodkie fantastyczne historie. Ich celem jest sprzedanie ci urządzenia po najwyższej możliwej cenie lub otrzymanie zapłaty za recenzję lub film. To, co dzieje się później, ich nie obchodzi, od tego momentu to ty musisz z tym żyć.

Formalnie wszystkie liczby w ich reklamach są prawdziwe. Ale to, co ci sprzedają, to tylko liczby, a nie to, co użytkownik faktycznie zobaczy w rzeczywistości. Ale przecież naprawdę chcesz wysokiej jakości obraz, a nie garść liczb w reklamie, prawda? Ekran może wydawać się ogromny. Ale „duży" i „ostry" to dwie zupełnie różne rzeczy, a druga cecha jest wygodnie pomijana w reklamie. W przeciwnym razie prawdopodobnie nie sprzedawałyby się zbyt dobrze...

Jak są zbudowane

Wewnątrz każdych takich okularów znajduje się maleńki panel micro-OLED, zazwyczaj o przekątnej od 0,5 do 1,0 cala, oraz soczewka, która rzutuje i powiększa wirtualny obraz. Twoje oko nie widzi samego panelu, widzi jego powiększoną projekcję optyczną.

Na rynku istnieją dwie zasadniczo różne klasy okularów, które są stale mylone.

Birdbath, optyczne okulary AR.
Układ to soczewka, płaski polaryzacyjny dzielnik wiązki i zakrzywione półprzezroczyste lustro. Widzisz rzeczywisty świat przez szkło. Tak zbudowane są XREAL, VITURE, Rokid Max i ich klony.

Pancake, zasadniczo zestaw VR w oprawce okularowej.
Ścieżka optyczna jest składana przez polaryzację między dwiema warstwami. Taki moduł nie może być przezroczysty, ponieważ za optyką znajduje się nieprzezroczysty panel. Widzisz rzeczywisty świat przez kamery, na ekranie. Tak działa Meta Quest w trybie passthrough, a także niedawny URXR One.

To rozróżnienie ma znaczenie. Jeśli opis produktu używa słów „spatial", „AR" i „see-through", dowiedz się, czy oznacza to patrzenie przez szkło, czy oglądanie obrazu z kamery. To dwa zupełnie różne urządzenia.

Kluczowy parametr, którego ci nie pokażą

Czym jest PPD
Zapomnij o calach, zapomnij o rozdzielczości panelu, zapomnij o słowie „4K”. Okulary mają dokładnie jedną miarę ostrości i nazywa się PPD, piksele na stopień, liczba pikseli mieszczących się w jednym stopniu pola widzenia.

Dlaczego właśnie ta? Ponieważ ostrość nie zależy ani wyłącznie od liczby pikseli, ani wyłącznie od rozmiaru obrazu, lecz od stosunku między nimi. Ta sama klatka 1920x1080 może być wyświetlona na ekranie wielkości dłoni lub na ścianie domu. Ilość szczegółów się nie zmienia, zmienia się tylko rozmiar każdego piksela w polu widzenia.

Wzór jest prosty:
PPD = piksele w poziomie / poziome pole widzenia w stopniach
Osoba o normalnym wzroku rozróżnia szczegóły o rozmiarze około jednej minuty kątowej. Odpowiada to około 60 PPD

Teraz obliczmy rzeczywiste urządzenia.
To cały sekret. Nawet najnowsze i najdroższe okulary wyświetlające dostarczają dwa do trzech razy mniej PPD niż monitor 27" 4K. Każdy model mini-okularów wyświetlających plasuje się 20 do 55% poniżej progu, przy którym ludzkie oko zaczyna dostrzegać pojedynczą strukturę pikseli. W rezultacie jakość obrazu, którą widzisz przez okulary, może być kilkakrotnie gorsza niż to, co uzyskałbyś ze zwykłego smartfona za 50 dolarów.

Zabawa liczbami.
Producent okularów z ostatniego wiersza tabeli podaje około 36 PPD i nawet podaje wzór: 2448 pikseli podzielone przez ~70 stopni w poziomie. Policz sam: wychodzi 35,0, a nie 36. Liczba 36 pojawia się tylko wtedy, gdy podzielisz przekątną panelu przez przekątną pola widzenia (3202 / 90 = 35,6). W ten sposób liczba wygląda ładniej.

Zawsze sprawdzaj, do której osi odnosi się podana wartość, i sam wykonaj obliczenia. Obie liczby, rozdzielczość i pole widzenia, muszą pojawić się w specyfikacji. Jeśli ich brakuje, ktoś próbuje cię wprowadzić w błąd.

Na przykład URXR One wyraźnie wprowadza kupujących w błąd. Oznaczenie "5K" odnosi się do całkowitej liczby pikseli dla obu wyświetlaczy! Ale każde oko nadal widzi tylko 2448 pikseli. W poziomie pole widzenia jednego oka wynosi około 70 stopni: 2448 / 70 ≈ 35 PPD. A to bardzo słaby wynik. Nie ma sensu płacić za to 800 dolarów.

Porównajmy jakość obrazu głównych modeli
Tabela jest posortowana według PPD, od najlepszej do najgorszej. Najważniejsze, co pokazuje: im szersze pole widzenia, tym gorszy obraz. XREAL One Pro i URXR One to najdroższe modele, reklamowane jako najbardziej „zaawansowane” w swoich seriach. Mają najszersze pole widzenia i to właśnie one znajdują się na dole rankingu jakości. Wszystkie drogie modele są złe.

Ten sam panel, szerszy kąt, większe piksele. Reklama sprzedaje szerokie pole widzenia jako zaletę, ale pod względem jakości to czysta wada! Prawie wszystkie modele używają tego samego panelu z 1920 pikselami w poziomie. Różnica między modelami za 400 dolarów i za 900 dolarów to tylko rozmiar pola widzenia, czyli jak bardzo te same piksele są rozciągnięte. XREAL 1S obiecuje 500 cali i dostarcza 43 PPD, XREAL One obiecuje 70 cali i dostarcza te same 43. Liczba w reklamie różni się siedmiokrotnie, jakość jest równie marna.

Dlaczego „ekran 130, 200 lub 300... cali” to oszustwo

To najczęstsza manipulacja w branży i działa, ponieważ cale brzmią znajomo, a stopnie już nie.

Wirtualny ekran nie ma rozmiaru w calach.


Ma wyłącznie rozmiar kątowy. Zdanie „ekran 200 cali” jest bezsensowne bez drugiej części zdania, czyli odległości oglądania. 200 cali z 10 metrów i 200 cali z 3 metrów to zupełnie różne obrazy pod względem jakości. Producenci zwykle wybierają taką odległość, przy której liczba cali brzmi najbardziej imponująco.

Obowiązująca zasada: powiększanie obrazu soczewką nie dodaje ani jednego bitu informacji. Optyka może rozciągnąć obraz na dowolny kąt, ale jeśli panel miał 2000 pikseli w rzędzie, to nadal ma 2000. Rozciągnięcie ekranu ze „100 cali” do „200 cali” nie daje więcej szczegółów ani ostrości. Daje piksele dwa razy większe i dwukrotnie gorszy parametr PPD.

Analogia, którą każdy zrozumie: weź zdjęcie 2 megapiksele ze starego telefonu i rozciągnij je na ścianie domu. Będzie większe. Nigdy nie będzie ostrzejsze ani lepsze.

Dlatego tryb „powiększ ekran” w takich okularach tylko pogarsza jakość, nigdy jej nie poprawia. Każdy, kto ich próbował, wie, że aby wygodnie czytać tekst, ekran trzeba zmniejszyć. A wtedy mrużysz oczy na mikroskopijne litery, czyli dokładnie tam, gdzie wzrok męczy się najszybciej.

Gdzie trafia 85-90% światła

Żaden układ optyczny blisko oka nie dostarcza pełnej emisji światła z panelu do oka. Światło przechodzi przez polaryzator, co od razu kosztuje 50% intensywności, potem odbija się od dzielnika wiązki, a następnie od półprzepuszczalnego lustra. Każdy etap kosztuje moc optyczną. Pomiary laboratoriów optycznych podają następujące wartości:
Ma to praktyczne konsekwencje, które nigdy nie pojawiają się w reklamach.

Ciemne soczewki
Aby obraz był w ogóle widoczny, okulary birdbath blokują około 70-75% światła z rzeczywistego świata. To poziom ciemnych okularów przeciwsłonecznych. Nie rozszerzasz rzeczywistości, patrzysz na świat przez filtr. Na zewnątrz w świetle dziennym obraz staje się półprzezroczysty, wyprany i bez życia.

Czerń nie jest czernią
Micro-OLED sam w sobie ma doskonały kontrast, ale w układzie birdbath światło z pomieszczenia dociera do oka prosto przez półprzepuszczalne lustro. Czerń filmu staje się szara. I znowu jesteś sprytnie wprowadzany w błąd. Reklamowany kontrast 100000:1 dotyczy panelu, a nie tego, co faktycznie zobaczysz. :)

Okulary przestrzenne: widzisz świat przez kamerę

Nowa fala urządzeń z optyką pancake zasługuje na osobną dyskusję. Sprzedaje się je ze słowami computing przestrzenny, 6DoF i wysokiej wierności video see-through.

Technicznie jest to uczciwe: śledzenie 6DoF naprawdę tam jest, a okna naprawdę można przypiąć do punktu w pokoju. Ale fraza video see-through oznacza dosłownie to: nieprzezroczysty panel znajduje się przed twoimi oczami, a świat wokół ciebie widzisz jako obraz wideo z kamer na obudowie. To nie są okulary AR. To zestaw VR w oprawce okularowej.

Co to oznacza w praktyce.

Świat w niskiej rozdzielczości
Twoje ręce, twoja klawiatura, twarz osoby, z którą rozmawiasz, wszystko wokół ciebie przychodzi z tym samym słabym PPD co wirtualny ekran. Niewiele osób to lubi.

Zakres dynamiczny kamery jest znacznie poniżej tego, co widzi oko
Okno w świetle dziennym zamienia się w białą plamę, a ciemny kąt pokoju staje się wrzącym chaosem szumu.

Opóźnienie
Producenci podają 10 ms lub nieco mniej, co jest dobrym wynikiem, ale to daleko od 1 ms. Gdy obracasz głowę, świat zostaje w tyle i pływa. Nigdy nie ustawi się idealnie.

Geometria
Kamery nie znajdują się tam, gdzie są twoje źrenice. Z tego powodu będziesz błędnie oceniać odległości do obiektów. Parzenie herbaty, podnoszenie narzędzi czy schodzenie po schodach w takich okularach nie jest wskazane. Możesz zrobić sobie krzywdę.

Ostrość tylko w centrum

Idealne soczewki nie istnieją. Dobre kosztują setki dolarów. Tania soczewka ważąca kilka gramów, wbudowana w oprawę okularową, jest z definicji poważnym kompromisem. W rezultacie otrzymujesz pełny zestaw wad optycznych, z których żadna nigdy nie jest wymieniona w specyfikacji.

Aberracja chromatyczna
Wokół linii i białych liter przy krawędziach widzisz wiele kolorowych fałszywych konturów. Kompensacja programowa tej wady jest częściowa i niezbyt skuteczna. Soczewka rozszczepia światło na jego składowe widmowe i widzisz rezultat. Pomyśl o pryzmacie rozdzielającym światło na tęczę. Mechanizm jest tu taki sam.

Dystorsja i pływanie źrenicy
Proste linie przy krawędziach obrazu wyginają się, a charakter wygięcia zmienia się wraz z ruchem oka. Mózg odbiera to jako lekkie pływanie świata.

Mały eyebox
Strefa ostrego widzenia przy źrenicy ma tylko kilka milimetrów szerokości. Jeśli okulary zsuną się o pół centymetra z nosa, obraz natychmiast się rozmywa. Dlatego ludzie nieustannie poprawiają takie okulary. Trzeba siedzieć nieruchomo jak posąg, co jest bardzo niewygodne.

Nie możesz czytać oczami, tylko głową
Na zwykłym monitorze twój wzrok podąża wzdłuż linii tekstu. Tutaj, gdy tylko oko się obróci, źrenica opuszcza strefę ostrości, i jesteś zmuszony obracać głowę. Godzina takiego czytania męczy kark bardziej niż sesja na siłowni.

Odległość międzyźrenicowa
Ludzie mają różne rozmiary głowy, a więc różne odległości międzyźrenicowe (IPD). Jeśli twoje IPD nie pasuje do centrów optycznych soczewek, twoje oczy są zmuszone do nienaturalnego zbieżnego ustawienia. Większość niedrogich modeli okularów wyświetlających nie ma w ogóle regulacji IPD.

Musisz po prostu zaakceptować taki rozstaw, jaki daje producent. Może to prowadzić do utraty ostrości i znacznego zniekształcenia obrazu. Centra optyczne soczewek muszą być precyzyjnie wyrównane z twoimi źrenicami.

Okulary na okularach
Jeśli już nosisz soczewki korekcyjne, będziesz potrzebować niestandardowych wkładek optycznych, co oznacza dodatkowe pieniądze i tygodnie oczekiwania, albo wbudowaną regulację dioptrii. Astygmatyzmu, nawiasem mówiąc, nie zawsze można skorygować wkładkami.

Wejście ogranicza rozdzielczość
URXR One, na przykład, przyjmuje sygnał z komputera o rozdzielczości nie większej niż 2560x1440, a prototypy działały w 1920x1080. Producent ogłosił obsługę 1440p jako „ulepszenie premierowe” tylko podczas kampanii. Rozciągnij klatkę 1920 pikseli na pełne 70-stopniowe pole jednego oka: 1920 / 70 = tylko 27 PPD, niezależnie od tego, jak dobry jest panel. A ekran 2560 pikseli w ogóle nie mieści się na panelu jeden do jednego: wymagałoby to ~73 stopni, więcej niż jedno oko może zobaczyć. Ustaw ekran na 50 stopni szerokości i otrzyma tylko ~1750 pikseli panelu, mniej niż zwykły monitor Full HD. Obraz jest ponownie próbkowany, a ostrość zostaje utracona.

Wszystkiego uczymy się przez porównanie

Powyższe liczby można sprawdzić nie tylko za pomocą kalkulatora. Ten symulator oblicza, co faktycznie robią urządzenia. Bierze zwykłe zdjęcie i przepuszcza je przez uproszczony model matematyczny urządzenia. Wybierz swoją opcję i porównaj ją z przyciskiem Oryginał, gdzie nie ma ani jednej wady.

Co jest modelowane. Po pierwsze, rozmiar piksela: ramka jest ponownie próbkowana do PPD wybranego urządzenia względem progu 60 PPD ludzkiego widzenia. Po drugie, optyka okularów: rozmycie rosnące od środka ku krawędziom, kolorowe obwódki aberracji chromatycznej, spadek jasności ku krawędziom i czerń podniesiona przez światło rozproszone. Siła tych wad jest skalowana przez pole widzenia, ponieważ aberracje rosną wraz z kątem pola. Monitory nie mają żadnych soczewek, tam liczy się tylko rozmiar piksela.
Na tablicy testowej spójrz na dwie pionowe siatki u góry kadru. Ta sama siatka przebiega przez cały kadr, więc od razu widać, gdzie jest jeszcze rozróżnialna, a gdzie zlewa się w jednolite szare pole. Sześć identycznych kwadratów z siatkami, okrąg i linia ukośna są umieszczone w środku i na krawędziach, a ich źródło jest absolutnie identyczne. Każda różnica między środkiem a krawędzią wynika wyłącznie z optyki.

Ważny wniosek, który ujawnia się dopiero w porównaniu
Tani monitor 24" FHD z odległości 60 cm dostarcza 40 PPD, formalnie nawet gorzej niż XREAL One z jego 43. Przełączaj między nimi. Monitor ma duży piksel i nie ma optyki. Dlatego narożniki są tak samo ostre jak środek, nie ma kolorowych obwódek, czerń jest zawsze czarna, a jasność równomierna. Okulary mają dokładnie ten sam rozmiar piksela plus cały pozostały bukiet wad. Innymi słowy, PPD obejmuje tylko część problemu, nie cały obraz.

Stereo: dwa ekrany to jeszcze nie 3D

To tutaj kupujący wyciąga najbardziej logiczny wniosek ze wszystkich i myli się. Okulary zawierają dwa osobne wyświetlacze, po jednym na każde oko. Żadnej migawki, żadnej polaryzacji, żadnych strat na rozdzielaniu obrazów. Idealny układ dla stereo, lepszy niż telewizor i lepszy niż projektor. Więc filmy 3D powinny działać na nich natywnie, prawda?

Nie działają. Okulary w ogóle nie potrafią pracować ze stereo. Potrafią dokładnie jedną rzecz: przeciąć na pół każdą klatkę, która została do nich wysłana. Cała praca nad stworzeniem 3D musi zostać wykonana przez kogoś innego, przed okularami.

Co przyjmuje wejście
XREAL One w trybie 3D ma tylko dwie opcje. Pełne SBS, klatka 3840x1080, w której dwie połówki leżą obok siebie nieskompresowane. Oraz połowiczne SBS, zwykła klatka 1920x1080, w której każdy obraz jest ściśnięty poziomo dwukrotnie, a okulary rozciągają go z powrotem. Tryb przełącza się ręcznie w menu na ekranie i musi odpowiadać temu, co faktycznie znajduje się w pliku. Nie ma automatycznego wykrywania. Pomyl się, a otrzymasz albo podwojenie, albo pionowo rozciągniętą sieczkę. Poprzednie generacje modeli były jeszcze prostsze: włączenie 3D zamieniało okulary w jeden monitor 2x1920x1080, więc rozumiały wyłącznie pełne SBS.

Czego okulary w ogóle nie rozumieją
To oznacza, że odtwarzacz Blu-ray 3D, PlayStation i jakikolwiek set-top box odpadają od razu. Top-and-Bottom formalnie istnieje, ale działa tylko we wbudowanym odtwarzaczu boxa producenta, który konwertuje obraz do SBS, zanim ten w ogóle dotrze do okularów. Plik w tym formacie z twojego laptopa po prostu nie zostanie wyświetlony.

Połowiczne SBS zabija ostrość dokładnie dwukrotnie
Zostaje więc połowiczne SBS, jedyny format wystarczająco powszechny, by mieć znaczenie. A kosztuje więcej, niż wygląda. W nim każde oko otrzymuje 960 rzeczywistych pikseli w poziomie, rozciągniętych do 1920. Weź wartość z tabeli PPD powyżej i podziel na pół składnik poziomy. Zamiast 43 PPD zostaje ci około 21, wobec progu rozpoznawalności wynoszącego 60. Ten sam „ogromny ekran" w stereo staje się dwukrotnie bardziej miękki niż obraz, który już nazwaliśmy słabym.

Pełne SBS zachowuje ostrość, ale wymaga, by źródło wyprowadzało 3840x1080. Z telefonu nie ma na to żadnego sposobu. Na komputerze musisz stworzyć niestandardową rozdzielczość ręcznie, a gdy tryb 3D jest włączony, twój pulpit dzieli się na dwie połowy i nawigujesz po interfejsie z jednym zamkniętym okiem. Do gier potrzebujesz dodatkowo warstwy zewnętrznej, takiej jak geo-11.

Jak sam producent na to odpowiada
XREAL sugeruje włączenie funkcji REAL 3D i konwertowanie zwykłego płaskiego wideo do 3D w locie, żebyś, cytując reklamę, „nie musiał szukać treści 3D". Przyznanie zostało dokonane za nas: nie ma treści w wymaganym formacie i z pewnością nie ma uczciwego sposobu, by ją pokazać. Co prymitywny kawałek oprogramowania narysuje zamiast drugiego obrazu, którego nigdy nie było w klipie, prawdopodobnie już się domyślasz. Ta „jakość" przyprawi cię o mdłości.

O jakości konwersji
Tylko bardzo zaawansowane konwertery 3D mogą zapewnić dobrą konwersję 3D. Działają na wydajnych GPU w komputerze i zajmują dużo czasu. Na przykład dziesięciominutowy klip może wymagać dwóch lub trzech godzin przetwarzania. Konwersja w czasie rzeczywistym wewnątrz okularów jest wykluczona, to kłamstwo. Proste urządzenia po prostu nie mają mocy obliczeniowej, aby tego dokonać.

Podsumowując
Okulary wyświetlające nie są urządzeniem 3D. To monitor z rozdzielaczem obrazu. Wszystko, co czyni obraz trójwymiarowym, czyli analiza kontenera multimediów, dekodowanie widoków, doprowadzenie ich do właściwej geometrii i zsynchronizowanie ich, musi zostać wykonane przez kogoś przed okularami. Odtwarzacz, sterownik lub dodatkowy komputer. Sprzęt wewnątrz okularów służy wyłącznie do wyświetlania. Praca związana z formowaniem obrazu musi zostać wykonana przez kogoś innego.

DRM / HDCP: nie będzie płatnych treści

Netflix i inne serwisy nie działają przez bezpośrednie połączenie z powodu ograniczeń ochrony treści DRM. To częsty problem większości budżetowych okularów. DRM (Digital Rights Management) to ochrona przed nieautoryzowanym kopiowaniem i rozpowszechnianiem. Media mogą być odtwarzane wyłącznie przez specjalnie autoryzowane aplikacje lub urządzenia. Tylko duże firmy mogą uzyskać licencję DRM, a jest ona bardzo droga. Zatem mali producenci nie będą mieli strumieniowych mediów, nie wierzcie w obietnice. Człowiek kupuje „kino na pokładzie samolotu”, a potem nagle odkrywa, że część kinowa się skończyła.

W przypadku 4K/HDR Netflix wymaga HDCP 2.2+. Jeśli odtwarzacz nie przejdzie weryfikacji, zobaczysz czarny ekran. Jeśli Twoje okulary nie obsługują HDCP lub używają starszej wersji, otrzymasz 1080p lub 720p, a w najgorszym przypadku czarny ekran. Nie udało nam się znaleźć żadnej wzmianki o obsłudze HDCP w specyfikacjach URXR One.

Czy naprawdę będziesz mógł oglądać i pracować podczas podróży?

Nie martw się – nie będziesz mógł... Przynajmniej nie komfortowo. Praca z tekstem jest po prostu wykluczona. Jest jeszcze jeden poważny problem, o którym sprzedawcy rzadko wspominają, a kupujący zwykle odkrywają go dopiero, gdy są już w drodze. I ten problem niszczy jedno z głównych marzeń, dla których ludzie kupują te okulary w pierwszej kolejności: oglądanie filmów w pociągu, autobusie, samochodzie czy samolocie.

Główny problem jest mechaniczny, nie elektroniczny
Przypomnij sobie mały eyebox, o którym mówiliśmy powyżej. Strefa ostrego widzenia wokół twojej źrenicy ma tylko kilka milimetrów szerokości. A okulary opierają się na nosie i uszach, na miękkich tkankach i ważą 100 gramów, a kabel ciągnie je w dół i na boki. Każde wstrząśnięcie, złącze szyny czy dziura w drodze sprawiają, że cały zestaw przesuwa się względem twojej czaszki. Twoja źrenica opuszcza strefę ostrego widzenia.

Obraz nie tylko się trzęsie. Traci ostrość i jasność: staje się rozmyty, ciemnieje przy krawędziach i pojawiają się kolorowe obwódki oraz zniekształcenia geometryczne. Przez sekundę okulary wracają na miejsce; dwie sekundy później znowu się przesunęły. Twoje oczy nieustannie próbują znaleźć ostrość, której po prostu nie ma.

To zasadniczo różni się od korzystania z telefonu. Kiedy trzymasz telefon w ręce podczas ruchu, trzęsie się razem z tobą, ale pozostaje w ostrości, a twoje oczy mogą łatwo za nim podążać, ponieważ ekran jest stosunkowo daleko. W przypadku okularów nawet najmniejszy ruch o zaledwie kilka milimetrów może wytrącić wyświetlacz z ostrości. To zupełnie inne sytuacje.

Ostatecznie oglądanie przez takie okulary podczas podróży może przypominać patrzenie na ekran na stole wibracyjnym: nawet niewielkie zewnętrzne wibracje mogą powodować duchy, podwójne obrazy i ciągłe ponowne ustawianie ostrości.

Jedynym prawdziwym sposobem rozwiązania tego problemu jest sztywne przymocowanie urządzenia do głowy, zasadniczo za pomocą paska na głowę zamiast zauszników. Ale wtedy to już nie są tak naprawdę okulary, to zestaw nagłowny. I cały sens lekkiej oprawki zostaje zaprzepaszczony. Nie ma programowego rozwiązania tego problemu. Optyka nie ma sposobu, by dokładnie wiedzieć, gdzie znajduje się twoja źrenica, i dynamicznie dostosowywać obraz, aby do niej pasował. W tym momencie jedyną rzeczą, która naprawdę by pomogła, jest skórzany kaganiec, taki jak ten, który zakładasz psu.

Drugi problem to dryf wirtualnego ekranu
Żyroskop i akcelerometr wewnątrz okularów mierzą ruch względem podłoża planety, a nie względem twojego siedzenia w samolocie. Fizycznie nie są w stanie rozróżnić, czy to ty obracasz głowę, czy obraca się pojazd. Kamery śledzące pozycję również nie rozwiązują problemu. Śledzą kabinę wokół ciebie, ale sama kabina się porusza. Wirtualny ekran, który powinien pozostać nieruchomy w przestrzeni, zaczyna dryfować na boki za każdym razem, gdy pojazd skręca, przyspiesza lub hamuje. Zacznie to doprowadzać cię do szału w ciągu około 15 minut.

Nasilenie problemu zależy od trybu działania. Jeśli obraz jest sztywno przywiązany do twojej głowy, nie ma dryfu, ale nie ma też wirtualnego monitora. Problem pojawia się w trybach Anchor, 3DoF i 6DoF, dokładnie tych trybach, dla których ludzie kupują te urządzenia.

Producenci sami przyznają, że problem istnieje. Apple wprowadził dedykowany Tryb Podróży dla Vision Pro. Bez niego, jeśli śledzenie zostanie utracone, wyświetlacz po prostu gaśnie z ostrzeżeniem „Tracking Failed".

Oficjalne zalecenia Apple dotyczą konkretnie samolotów i pociągów. Podróż samochodem jest uważana za zbyt nieprzewidywalną, podczas gdy metro i pociągi podmiejskie cierpią na ten sam problem z powodu częstych zatrzymań i ruszeń.

VITURE reklamuje swój tryb samochodowy twierdzeniem, że „ekran pozostaje nieruchomy niezależnie od ruchu pojazdu, zapobiegając chorobie lokomocyjnej". To w zasadzie bezpośrednie przyznanie, że bez takiego trybu ekran nie pozostaje nieruchomy.

Zacznie ci się robić niedobrze
Nawet jeśli uda ci się ustabilizować obraz, nadal istnieje konflikt z twoim układem przedsionkowym. Twoje oczy widzą nieruchomy ekran, podczas gdy twoje ucho wewnętrzne odczuwa przyspieszenie, hamowanie, skręty i wibracje. To klasyczny mechanizm stojący za chorobą lokomocyjną, a w przypadku okularów może być znacznie gorzej niż przy zwykłym czytaniu książki.

Przy książce nadal widzisz otaczający cię rzeczywisty świat. Przy okularach nie widzisz. Wirtualny świat przed twoimi oczami może poruszać się w zupełnie inny sposób niż to, czego faktycznie doświadcza twoje ciało. Po pewnym czasie zacznie ci się robić niedobrze.

Obciążenie oczu: co jest mocno ustalone

Co jest udowodnione i powszechnie akceptowane

Konflikt wergencji i akomodacji, VAC.
To jest główny problem fizjologiczny wszystkich takich urządzeń. W naturze, gdy patrzysz na bliski obiekt, twoje gałki oczne obracają się do wewnątrz, co jest wergencją, a jednocześnie soczewka oka napina się, aby ustawić ostrość, co jest akomodacją. Oba procesy są mocno sprzężone od dzieciństwa. W okularach wyświetlających optyka ustala odległość ogniskową na jednej płaszczyźnie, zwykle od 2 do 6 metrów, podczas gdy zbieżność twoich oczu zależy od pozornej odległości wirtualnego obiektu. Mózg otrzymuje sprzeczne sygnały. Jest to uznana przyczyna zmęczenia wzroku, bólu głowy i nudności podczas długotrwałego użytkowania.

Zmniejszona częstość mrugania i suche oczy.
Gdy wpatrujesz się intensywnie w jasne źródło, częstość mrugania spada, a film łzowy nie jest odnawiany. Piekące uczucie i zaczerwienienie są powszechne. To ten sam mechanizm co praca przy monitorze, ale bardziej nasilony.

Mierzalne krótkoterminowe skutki.
Badania na dzieciach i młodzieży odnotowują zmęczenie po sesjach VR, zwiększoną ezoforię, zmniejszoną ostrość wzroku do bliży i tymczasowe przesunięcie miopijne. Te skutki mijają wkrótce po zdjęciu urządzenia.

Podsumowanie dotyczące zdrowia
Takie okulary prawie na pewno nie zrujnują szybko twojego wzroku, ale bardzo prawdopodobnie spowodują zmęczenie, ból i ból głowy po 30 do 60 minutach użytkowania. Właśnie dlatego większość nabywców używa ich kilka razy, a potem zostawia je na półce na dobre.

Bezpośrednie porównanie ze zwykłym monitorem

Jedyne rzeczy, których monitor nie potrafi: zmieścić się w kieszeni, działać w samolocie i zapewnić prywatność ekranu. To są uczciwe zalety okularów wyświetlających. Wszystko inne w ich reklamach dotyczy małego rozmiaru, a nie jakości.

Prawdziwa cena: co pomija metka z ceną

Niska waga takich okularów nie wynika z genialnej inżynierii, lecz z prostego triku: procesor i bateria zostały usunięte z obudowy. Waga od 90 do 100 gramów oznacza oprawkę bez jakiegokolwiek przetwarzania sygnału. Urządzenie nadal potrzebuje wydajnego procesora do obsługi wideo, który wciąż będziesz musiał nosić przy sobie.

DisplayPort Alt Mode
Okulary bezwzględnie wymagają DP Alt Mode. Na przykład XREAL z NRSDK 2.3.0 skrócił listę obsługiwanych telefonów do flagowych modeli Samsunga. Połączenie działa przez USB-C w tym konkretnym trybie. Wsparcie dla niego jest dalekie od powszechności wśród telefonów i laptopów. Sprawdź swoje konkretne urządzenie po numerze modelu, a nie po obecności złącza USB-C. Nie ma tu Wi-Fi: okulary nie zawierają ani procesora, ani baterii, a transmisja bezprzewodowa wymagałaby obu, a także dodałaby kompresję i opóźnienie. Będziesz musiał zapłacić poważną dopłatę za urządzenie z DP Alt Mode.

Słaby dźwięk
Jest sprzedawany jako „wszystko w jednym", ale w praktyce i tak będziesz potrzebować słuchawek: w hałaśliwych miejscach, w jakimkolwiek pojeździe. Z powodu małych rozmiarów, braku izolacji i niskiej mocy głośników po prostu jest go za mało. Będziesz musiał używać osobnych słuchawek, aby uzyskać przyzwoity dźwięk. Innymi słowy, funkcja jest praktycznie bezużyteczna.

Brak ostrości
Ostrości nie da się uzyskać w zasadzie, i to nie tylko na krawędziach. One Pro ma trzy dyskretne pozycje IPD, a recenzent PhoneArena mówi wprost: żadne z ustawień nie działało. Rozmycie jest zawsze obecne, a w momentach, gdy ostrość przypadkiem się zgadzała, ostrość była dobra tylko w centrum. Właściciele Viture mówią to samo: żałują, że soczewki nie mają większego obszaru ostrego widzenia. To loteria za każdym razem, gdy je zakładasz, z nadzieją, że źrenica trafi w ostry punkt.

Surowy firmware i zablokowane egzemplarze
Jeden z właścicieli opisuje problem. Przy pierwszym uruchomieniu, zaraz po zakupie, aplikacja zażądała aktualizacji firmware, połączenie z telefonem zerwało się w połowie procesu, prawdopodobnie z powodu złego kontaktu w złączu. Okulary przestały reagować, żadna kombinacja przycisków nie pomogła, urządzenie było martwe. W przypadku XREAL One Pro w ich recenzji: przełączenie na Ultra-Wide niezawodnie powodowało zawieszenie i restart urządzenia, a obraz pozostawał przekrzywiony w lewo.

Jeśli kupujesz świeże urządzenie od startupu, nieuchronnie będziesz musiał aktualizować firmware kilka razy. Za każdym razem istnieje ogromne ryzyko, że urządzenie zamieni się w dynię. A gdzie je wtedy wyślesz? No właśnie, do kosza...

Zewnętrzna bateria
Telefony nie są w stanie dostarczyć mocy, jakiej wymagają jasne wyświetlacze i tego rodzaju obciążenie. Na Samsungu S21 Ultra zużycie wynosi około 5% baterii na dziesięć minut, czyli około dwóch godzin od pełnego naładowania. Nie możesz też jednocześnie oglądać i ładować, do tego potrzebny jest specjalny hub lub stacja dokująca. Producenci sprzedają powerbank jako osobne płatne akcesorium, zwykle około 70 dolarów, a to oznacza kolejne 300 gramów w kieszeni i drugie urządzenie, które również trzeba ładować.

Kable
Bez kabli nic nie działa, co powinno być oczywiste dla każdego. Będziesz ciągle zaczepiać kablem o rzeczy wokół siebie, a okulary zostaną ściągnięte z głowy i uszkodzone. Nie będziesz też mógł oglądać na leżąco, ponieważ złącze wciska się w poduszkę i zsuwa okulary z nosa. Zostaje tylko jedna opcja: siedzieć nieruchomo jak posąg.

Aplikacja producenta
Pełny zestaw funkcji często działa tylko przez nią, i to tylko na niektórych platformach. Wersje na iOS i Androida są zwykle obiecywane na później. Gdy jednak pieniądze zostaną zebrane, te obietnice są często zapominane, a ty będziesz czekać na nic.

Drobne elementy
Wkładki korekcyjne, pasek na głowę, etui, adaptery — to wszystko zwiększa rachunek. Licz końcową sumę, a nie liczbę na banerze.

Pytania, które warto zadać przed zakupem

Zadaj te pytania sprzedawcy. Jeśli nie ma sensownej odpowiedzi, to też jest odpowiedź.

Jaka jest rozdzielczość i poziome pole widzenia?
Podziel jedno przez drugie i masz PPD. Poniżej 45 tekst będzie trudny do czytania. Nie akceptuj słowa „4K”, zapytaj o fizyczną liczbę pikseli na oko.

Czy przezierność jest optyczna, czy przez kamery?
Jedno pytanie, które od razu oddziela okulary AR od zestawu VR.

Jaka jest jasność na oku, a nie jasność panelu?
W pomieszczeniu potrzebujesz około 300 nitów, na zewnątrz około 1200.

Czy jest regulacja IPD?
I jaki zakres rozstawu źrenic jest obsługiwany. Ośrodki optyczne soczewek muszą się precyzyjnie pokrywać z odległością między twoimi źrenicami.

A co z soczewkami korekcyjnymi?
Czy wkładki są w zestawie, sprzedawane osobno, czy w ogóle niedostępne.

Czy mój konkretny laptop lub telefon jest obsługiwany?
I czy wymaga dodatkowego powerbanku.

Czy istnieją prawdziwe zdjęcia wykonane przez soczewkę?
Nie rendery, nie zrzut ekranu tego, co rzekomo masz widzieć, ale prawdziwe zdjęcie wykonane aparatem umieszczonym tam, gdzie byłoby oko. Jeśli ani producent, ani recenzenci nie mają takich zdjęć, to wyraźny sygnał ostrzegawczy. Nie kupuj.

Jakie są warunki zwrotu i okres zwrotu?
Komfort w tych urządzeniach jest bardzo indywidualny, a skarg jest już mnóstwo. Prawo do zwrotu produktu po godzinie użytkowania jest warte więcej niż jakikolwiek rabat.

Osobne słowo o crowdfundingu
Kickstarter to nie sklep. Nikt nie gwarantuje ci rezultatu. W wielu przypadkach otrzymujesz urządzenie niskiej jakości, niedokończone, bez możliwości odzyskania pieniędzy.

Wnioski

Okulary wyświetlające to inżynieria pełna kompromisów, a są sprzedawane z przemilczanymi wadami, bez żadnych gwarancji. W dużej mierze opierają się na technicznym analfabetyzmie nabywców. Widzą, że jakość obrazu jest słaba, ale nie potrafią wyjaśnić, co dokładnie jest z nim nie tak.

Prawo optyki, z którego wynika wszystko inne, brzmi następująco: powiększanie obrazu za pomocą soczewki nie tworzy informacji, których nie ma w panelu. Ogromny wirtualny ekran to nie duży ekran wysokiej jakości jak w kinie, a nawet nie dorównuje zwykłemu wyświetlaczowi.

Nie kupuj ich, jeśli chcesz:
Uzyskać jakość obrazu na poziomie telewizora – nie uzyskasz jej
Zastąpić monitor do pracy z tekstem i kodem – to nie zadziała
Wygodnie używać okularów przez kilka godzin z rzędu – nie będziesz mógł
Oglądać mediów w podróży lub w poruszającym się pojeździe – nie będziesz w stanie
Uzyskać ostrego obrazu na całej powierzchni kadru – tego też nie uzyskasz

Możesz je kupić, jeśli potrzebujesz
Oglądać filmy siedząc na krześle, mieć prywatny ekran we wspólnej przestrzeni, lub eksperymentować z tą technologią, rozumiejąc jej ograniczenia. Mogą mieć sens również wtedy, gdy masz możliwość szybkiego zwrotu produktu.

Jeśli Twoim celem jest wysokiej jakości obraz, w tym 3D
Zwykły wyświetlacz bije każde okulary wyświetlające pod każdym mierzalnym parametrem, z wyjątkiem przenośności. To nie jest osobista opinia autora. Wynika to z praw optyki i matematyki PPD. Chcesz się spierać z matematyką? Powodzenia...

Źródła
KGOnTech, demontaż optyki birdbath i pomiary strat światła
Information Display SID, wydajność optyczna architektur AR i MR
Przegląd systematyczny, rzeczywistość wirtualna i krótkowzroczność
Road to VR, specyfikacje obecnych okularów z optyką pancake
XREAL, dokumentacja trybu 3D
Unseen Reality, URXR One FAQ: zasilanie, chłodzenie
MRTV, recenzja URXR One: FOV, hałas wentylatora