微软为HoloLens发明4K MR影像生成方法

来源:虚拟现实 时间:2018-09-25

 对于混合现实的真实感与沉浸感而言,虚拟影像的分辨率十分重要。许多混合现实系统都采用基于MEMS反射镜系统的激光扫描来生成影像,但这种系统的物理构成难以实现高分辨率的影像,因为影像的分辨率取决于反射镜反射和激光引导的速度。

  微软在专利中解释道:

  “然而,当前的MEMS技术对反射镜扫描速率设置了上限,进而限制了显示分辨率。例如,27 kHz水平扫描速率与60 Hz垂直扫描速率相结合可产生720p的垂直分辨率。但混合现实可能需要明显更高的垂直分辨率(如1440p,2160p),特别是对于近眼显示器而言,其中720p和类似垂直分辨率可能会看起来模糊不清。

  尽管水平和/或垂直扫描速率的增加会提高显示分辨率,但前者在技术上可能无法实现,而后者则会增加功耗。另外,高扫描速率会至少部分地约束反射镜扫描角度和孔径。而且由于与较小‘像素’尺寸所相关联的衍射极限,支持更高分辨率也可能需要更大的反射镜尺寸。使用这种较大的反射镜可能进一步增加通过扫描显示器实现更高分辨率的困难,因为较大的反射镜会导致较低的扫描频率。

  微软对此提出了一种全新的解决方案。他们不是专注于加快反射镜的震动速率,而是简单地采用第二个偏置激光器,从而在不升级反射镜硬件的基础上解决使分辨率加倍问题。

  他们写道:“如下所述,对于操作多个激光器的隔行扫描模式,其可以与隔行扫描帧之间的可变扫描速率和/或相位偏移相结合,从而实现激光器输出之间的所需间隔,进而产生所需的影像像素间隔和分辨率。多个激光器的使用允许每个反射周期扫描多条线,从而允许在不增加反射镜扫描频率的情况下实现更高的分辨率,同时还允许使用更大的反射镜,这可以帮助避免由于衍射极限所带来的像素尺寸问题。”

  微软同时指出,眼动追踪的应用可以帮助系统专注于为用户实际注视区域输出更高分辨率,从而节省功耗和计算。

  微软的发明技术可用于一系列不同的输出方法,包括用于HoloLens的波导,以及激光投影电视和其他基于激光和MEMS的系统。

  预计微软将于明年年初发布新一代的HoloLens,而他们是否会将以往申请的专利技术用于下一款头显身上仍有待观察,尤其是因为Magic Leap已经推出了一款在某种程度上优于HoloLens的产品,比如说更优的视场。

  完整专利请访问美国专利及商标局官网。

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