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被 Meta 青睐有加,MicroOLED 或助力 VR 起飞

作者:网友整理

尽管自 2016 年开始,VR 概念就一直在被鼓吹,但其至今却难以被市场接受。直到横空出世的 Meta Quest 2 用相当低廉的价格,才初步完成了向消费者普及 VR 的目标。然而在短暂的繁荣之后,消费级 VR 又陷入低潮期,Quest 2 更是面临着后继无人的境况。

对此有观点认为,原因其实很简单,因为低门槛的 Quest 2 虽然完成了千万用户的 VR 启蒙,但下一个爆款 VR 设备还需要真正意义上能够让用户领略虚拟现实的魅力。

 

现阶段,VR 头显所面临问题之一,无疑就是设备体积大、但显示效果又不够好。为了解决这个问题,日前有消息称,Meta 方面将与韩国零部件供应商 SK 海力士与 LG Display,合作开发 MicroOLED 面板。

 

而 MicroOLED 则是基于 OLED,是一种在单晶硅片上制备主动发光型 OLED 器件的新型显示技术,其与 OLED 的区别就是基板材质从玻璃变为了单晶硅晶圆(Wafer)。

相比于 OLED,MicroOLED 可以在维持相近分辨率水平的基础上,显示面积更小的像素点,而这一特性也使得它拥有了更高的像素密度(PPI),并具有让显示器更轻薄、耗电量更少、自发光、发光效率高等优势。这对于 VR 设备而言无疑是重大的利好,毕竟更轻薄就意味着重量降低、可以减轻佩戴压力,而更高的像素密度,则是决定头显设备清晰度的重要参数。

 

事实上,高分辨率的小尺寸屏幕一直都是 VR 头显普及的拦路石。相信关注 VR 的朋友,多少都有听过 " 颗粒感 "、" 纱窗效应 " 这两个词。由于分辨率不足,人眼会直接看到显示屏的像素点,就好像隔着纱窗看东西一样,在视觉上呈现出颗粒的状态。在其他消费类电子产品中,PPI(每英寸像素密度)也是判断屏幕清晰度的关键指标,通常 300PPI 就已经能让人眼无法分辨像素点,这也是当年 326PPI 的 iPhone 4,敢于宣称视网膜(Retina)屏幕的原因。

 

然而 VR 头显与平面的 2D 显示器不同,前者是基于离眼睛很近的小尺寸屏幕(并被光学堆栈中的一组镜头放大)来进行观看,就像通过相机镜头看电视一样,用户看到的内容不仅取决于屏幕分辨率、还取决于镜头的光学特性。

 

VR 头显为了实现沉浸感,会呈现球形环幕般的视觉效果,搭建的是屏幕覆盖光学的成像系统,并使用透镜来增加视场角(FOV)。这就使得来自屏幕的光会被透镜拉伸,导致镜头中心和边缘的锐度均不相同,毕竟二维角度的 PPI 是无法简单衡量头显设备清晰度的。

 

因此业界引入了 PPD( 角分辨率)这个概念,指的是视场角中平均每 1 ° 夹角内填充像素点的数量。人眼正常视力下的分辨能力为 60PPD,即 VR 头显越接近 60PPD,成像清晰度就越接近人眼看到的正常世界。没错,在 VR 头显领域,物理分辨率并不是决定清晰度的唯一指标。

 

但遗憾的是,到目前为止,主流 VR 头显的 PPD 都比较 " 感人 "。即便是以知名的 Meta Quest 2 为例,它的单眼分辨率为 1832 × 1920,横向 FOV 是 92 °、垂直 FOV 为 98 °,简单计算可知,它的 PPD 约在 20 左右。而作为对标 Quest 2 的产品,字节跳动的 Pico 4 拥有 2160x2160 的单眼分辨率,FOV 达到 105 °,PPD 在 20.6 的水平。

 

别看 Pico 4、Quest 2 动不动就是 4K 分辨率,但是 20PPD 这一参数就会让不少朋友上手后发现,VR 上的 4K 和电视、显示其上的 4K 完全不是一回事。

那么如何将 VR 头显的 PPD 提升到媲美人眼的水准呢?最简单的方式就是压缩 FOV,让用户通过 VR 头显拥有的视野被压缩,这样一来在其他指标不变的情况下,PPD 就会有大幅的增加。比如说,Meta 方面在去年夏季就展示了一款被称为 "Butterscotch" 的原型机。

 

根据扎克伯格的介绍,Butterscotch 的分辨率能达到 Quest 2 的 2.5 倍,实现高达 55 的 PPD,接近视网膜分辨率,但代价就是其 FOV 也会降低一半。显而易见,消费者购买 VR 头显是为了体验新奇的虚拟现实技术,沉浸感就是一切的基础,所以缩减 FOV 的方案无疑是本末倒置的 " 歪路 "。

 

在不缩减乃至继续增加 FOV 的条件下,让用户在 VR 头显中看到更拟真的画面其实也有解决方案的,那就是提高设备的 PPI。以 Pico 4 为例,在 105 ° 的 FOV 条件下要实现 " 视网膜效果 ",就需要(105x60)*(105x60)=6300 × 6300 的单眼分辨率才能达到视网膜水平,也就是需要一块 12600 × 6300 的屏幕才能输出满足双目的画面。

 

相比于提升屏幕的物理分辨率,更换屏幕材质、使用 MicroOLED 显然是一个更好的解决方案。在相同尺寸下,MicroOLED 面板能容纳更多的像素点,这样一来用户视场角中填充的像素点就会更多。并且由于 MicroOLED 是自发光,所以它的对比度更高,并能正确的再现黑色色调,而这也正是 MicroLED 这类屏幕所面临的问题。

 

MicroOLED 在 VR 头显上的普及,或许能够让消费者抛弃以往 VR 头显厚重的刻板印象,并能提供更加细腻的画面,所以当然就有资格被 VR 巨头 Meta 看重了。

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