Da anni si parla di un futuro dove gli headset di realtà virtuale (VR) e aumentata (AR) diventeranno d'uso comune, ma il settore sembra essere fermo. Il Vision Pro di Apple ha entusiasmato molti, ma ci sono ancora molte perplessità sull'utilità del dispositivo e soprattutto sull'effettiva qualità delle immagini.
Matthew S. Smith, giornalista di IEEE Spectrum, spiega che la sfida delle aziende tecnologiche è aumentare la densità di pixel dei display degli headset sia per rendere le esperienze più immersive, sia per sviluppare schermi più piccoli e compatti che offrano il massimo della risoluzione. Non si tratta di avere un maggior numero di pixel totali, ma piuttosto di incrementare il "pixels-per-degree" (PPD), una misura del numero di pixel per ogni grado del campo visivo dell'utente.
Compagnie leader nel settore come Apple e Pimax stanno lavorando per migliorare questa misura, ma bisogna considerare che gli ultimi headset stanno raggiungendo il limite massimo della "risoluzione umana", oltre il quale gli utenti non sono in grado di percepire un miglioramento nella visione.
È probabile che i display di prossima uscita superino questo limite, ma in ogni caso, sottolinea Smith, garantire immagini di elevata qualità è solo una piccola parte del problema: gli schermi ad alta risoluzione devono poter contare su un hardware adatto, in grado di offrire qualità a un refresh rate alto.
Gli approcci hardware attualmente in uso hanno dei problemi: Pimax sfrutta la connessione a un PC con una scheda grafica dedicata, con la scomodità dei cavi; Apple è riuscita a creare un dispositivo "out-of-the-box", ma il visore è pesante e ha un grosso problema di vita della batteria.
Il rendering foveato
Affinché gli headset AR e VR diventino d'uso comune, è indispensabile trovare delle soluzioni per risolvere il problema delle performance. Il modo più veloce per garantire la massima qualità è usare il rendering foveato, una tecnica che sfrutta i limiti della visione periferica umana per ridurre le risorse di computazione richieste.
Questa tecnica utilizza un eye tracker integrato nell'headset per renderizzare in alta qualità solo una porzione dello schermo, quella direttamente visibile dalla fovea, porzione dell'occhio umano con la migliore definizione visiva; ciò consente di ridurre notevolmente il carico di lavoro delle risorse di computazione.
Questa tecnica non è nuova, ma è diventata pratica da implementare negli headset soltanto di recente. Il rendering foveato, per funzionare al meglio, richiede comunque telecamere eccellenti ed elevata potenza di elaborazione per analizzare i movimenti dell'occhio e adattare la visione in tempo reale.
Oggi sono pochi i brand che supportano questo tipo di rendering, o comunque non sono ancora in grado di garantire prestazioni accettabili.
L'intelligenza artificiale è, ancora una volta, un'alternativa promettente: gli algoritmi di interpolazione intelligente dei fotogrammi possono essere usati per migliorare la qualità delle immagini e la fedeltà visiva non solo nei sistemi di realtà virtuale, ma anche di realtà mista.
Nvidia usa già l'IA per il rendering in tempo reale e per migliorare la qualità del ray tracing, ma non ha ancora commercializzato le sue tecniche per gli headset VR. Patrick Wyatt, Chief Product Officer di Varjo, produttore di headset VR, ritiene che è solo questione di tempo prima che queste tecniche diventino di uso comune nel settore.
Il futuro degli headset
Migliorare la qualità visiva aumentando la densità di pixel è, al momento, il modo più immediato per creare esperienze immersive, ma affinché il settore abbia davvero successo è necessario costruire headset leggeri e di dimensioni ridotte, diminuendo i consumi senza rinunciare alle performance.
Al momento la tecnologia Micro-LED è l'unica opzione per raggiungere questo scopo: altre tecnologie non possono competere in termini di densità di pixel, luminosità e consumo energetico, oltre a elevata flessibilità.
Il problema della Micro-LED è che non è ancora del tutto matura: ci sono ancora dei problemi da risolvere e i display con questa tecnologia non possono ancora essere prodotti in larga scala.
Mojo Vision sta utilizzando e perfezionando i quantum dot per risolvere le sfide del Micro-LED, superando problematiche legate alla degradazione dell'emissione tipiche dei quantum dot tradizionali.
"I nostri quantum dot sono stati progettati da zero per questa applicazione (AR/VR, n.d.r.). Non sono quantum dot televisivi. Quindi, mentre [altri] si aspettano che il livello di luce che colpisce il punto quantico sia di circa quattro milliwatt al centimetro quadrato, noi lo colpiamo con quattro watt" ha spiegato Nimkhil Balram, CEO di Mojo Vision.
Anche aziende come Jade Bird Display e Vuzix stanno lavorando a display Micro-LED per superare le limitazioni di risoluzione, ma i progressi non sono ancora soddisfacenti.
In futuro, prevede Smith, la densità di pixel non sarà più un limite per gli headset, anche se serviranno anni prima che questa previsione diventi realtà e i dispositivi offrano immagini di altissima qualità con hardware ridotto.
