В последние годы технологии виртуальной и смешанной реальности стремительно развиваются, позволяя пользователям погружаться в новые, ранее недостижимые уровни цифрового опыта. Однако многие современные гарнитуры остаются громоздкими и тяжелыми, что ограничивает их практическое применение и комфорт использования. Недавние исследования ученых из Стэнфордского университета предлагают принципиально другой подход к созданию устройств смешанной реальности — компактных, легких и при этом высококачественных голографических дисплеев, которые уже сегодня выглядят как обычные очки. В основе этого прорыва лежит использование голографии — технологии, которая, получившая Нобелевскую премию, сочетает в себе не только интенсивность света, отраженного от объекта, как в обычной фотографии, но и фазу световых волн. Именно благодаря этому голограммы приобретают невероятную реалистичность, передавая трехмерный образ с глубиной и детализацией, недостижимой для традиционных дисплеев.
Профессор Гордон Ветцштейн, руководитель лаборатории, приводит в пример свое новое устройство — гарнитуру виртуальной реальности, по размерам не превышающую обычные очки. Тонкость конструкции всего 3 миллиметра, а качество изображения и погружения обещает стать прорывом для всех приложений, где важна реалистичность и удобство: образование, развлечения, виртуальные путешествия, общение и многие другие сферы. Одна из основных проблем нынешних VR-устройств связана с их громоздкостью и усталостью для пользователя. Многочасовое ношение тяжелых шлемов приводит к дискомфорту, усталости глаз и шеи. Создание легкой и компактной гарнитуры решает первую и главную задачу — возможность длительного использования без вреда для здоровья и удобства пользователя.
Кроме того, исследователи сосредоточились на достижении высокой реалистичности и глубины трехмерного изображения. Здесь на помощь приходит искусственный интеллект, который благодаря калибровке и оптимизации значительно улучшает качество голографического изображения, усиливая трехмерное восприятие и делая картинку максимально реалистичной. Новое устройство обладает крупным полем зрения и расширенной так называемой «глазной коробкой» — областями, в которых глаз пользователя может свободно перемещаться, не теряя четкости изображения. Это ключевой фактор, обеспечивающий ощущение присутствия и полного погружения в виртуальное пространство. По словам Ветцштейна, такая комбинация параметров, известная как «étendue», становится важнейшим преимуществом в мире голографических дисплеев.
Сама конструкция гарнитуры основывается на специально разработанном волноводе, который направляет световую волну непосредственно в глаз пользователя, обеспечивая при этом компактность и высокое качество картинки. Волновод отличается чрезвычайной тонкостью и легкостью, что в сочетании с методами искусственного интеллекта делает прототип не только эффективным, но и удобным в носке. Исследователи называют свою разработку «смешанной реальностью», поскольку устройство накладывает трехмерные голографические изображения на реальный мир, создавая seamless интеграцию виртуального и физического пространства. Главная цель — достичь такого уровня качества и реалистичности, чтобы виртуальные объекты стали неотличимы от настоящих, что исследователи называют «Визуальным тестом Тьюринга». Аналогично классическому Тьюрингову тесту в искусственном интеллекте, где машина считается интеллектуальной, если человек не может отличить ее от живого собеседника, здесь задача — невозможность различить виртуальный объект от настоящего визуально.
Это видение меняет представления о том, каким может быть будущее взаимодействия человека с цифровыми технологиями. Использование голографических дисплеев открывает широкие перспективы для образования, где учебные материалы смогут оживать перед глазами студентов, для кино и развлечений, где зритель погрузится в пространство действия с беспрецедентной реалистичностью, для коммуникаций, в которых появятся новые формы живого общения на расстоянии. Разработка в Стэнфорде уже стала вторым этапом в научной трилогии. Первый этап включал создание базового волновода, позволившего уменьшить размеры и повысить качество изображения. Второй этап — создание рабочего прототипа устройства, показывающего конечные результаты инженерной работы.
Третий этап, по словам ученых, еще предстоит, и он будет заключаться в выпуске коммерческого продукта, способного изменить глобальный рынок виртуальной и смешанной реальности. Важно отметить, что проект получил существенную поддержку от крупных технологических компаний, включая Meta, и финансирование в виде стипендий, что подчеркивает серьезность и перспективность разработок. Среди авторов также есть специалисты из Reality Labs компании Meta, что демонстрирует тесное сотрудничество академии и индустрии. Реализация таких технологий в будущем позволит кардинально изменить опыт пользователя и открыть новые горизонты в различных сферах жизни. Компактные и легкие очки смешанной реальности станут повседневным устройством, стирая границы между виртуальным и реальным, создавая уникальные возможности для погружения, обучения, развлечений и коммуникаций.
Таким образом, создание легких, тонких и при этом высококачественных голографических дисплеев — это настоящий прорыв, дающий надежду на скорое появление удобных и эффектных устройств смешанной реальности в повседневной жизни. Эти разработки приближают нас к эпохе, когда виртуальное окружение станет неотличимой частью нашей реальности, открывая бесконечные возможности для творчества и взаимодействия.
