Karl Guttag:微软HoloLens 2激光显示解析(二)

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在Karl Guttag发布第一篇HoloLens 2 LBS激光扫描显示系统的文章后《Karl Guttag:微软HoloLens 2激光显示解析(一)》,可以初步得出的结论是,第一批HoloLens 2出货产品显示效果一般,之后的产品表现更好。但整体来看,LBS光源技术目前仍然是一项技术先进,但最终在分辨率、偏色等方面表现一般的方案(这里指应用在AR头显中)。

在该系列第二篇文章中,Karl将针对HoloLens 2和HoloLens 1代两款产品进行对比,因此接下来请注意。

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本文中使用的测试图片

首先,使用的测试图片依然是Karl博客中已经公开的,建议大家先浏览一下所有测试图片,然后再来看本文或许会对测试项目更为直观。

光源对比

我们知道,HoloLens 2采用了LBS激光扫描显示方案,而HoloLens 1则是传统的LCoS光源。

图像对比

这里Karl尽可能保证对比公平性,这里使用的相同测试图、相同相机和镜头来拍摄。

在测试HoloLens 2时已经实现对图像尺寸进行调整,以保证测试图像和物理分辨率的扫描线“对齐”。在HoloLens 1中也对图像尺寸进行了和物理分辨率相等的调整。

在近似同等的拍摄条件下,我们发现HoloLens 1的实际图像尺寸要比HoloLens 2更小,由于HoloLens 2视场角比相机镜头要宽一些,因此左右有约6%像素被裁,不过垂直视场角近似相等。

HL2-to-HL1-25mm-Comparison-FC-scaled

测试镜头为奥林巴斯25mm F1.8(相机为奥林巴斯E-M1 MARK 3),从上面测试图来看,HoloLens 2垂直扫描线约854,视场角约43×29°;HoloLens 1垂直分辨率720,视场角约30×17.5°。

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将上图标刻线部分放大对比来看,HoloLens 2单个扫描周期(左,1/125秒),HoloLens 2 15个扫描周期集合图(中,1/15秒),HoloLens 1直拍图(右),可以清楚看出差异。

Karl表示:这种方式还是对HoloLens 2比较有利,因为它具有闪烁效应,像素还会支持四向偏移。

HL2-to-HL1-Closeup-comparison-001G-2

上面是单绿色显示的HoloLens 2(左)和HoloLens 1(右)的直拍对比图,可以更好的看出差距。

HL2-to-HL1-crop-comparison-in-C-and-G-1

经过上面两组图像包含白色和单绿两种对比,并将HoloLens 2调整至和HoloLens 1像素大小接近。综合来看,HoloLens 1的清晰度表现的确更好。

HoloLens 2的PPD小于20

如第一篇报道中,HoloLens 2屏幕垂直扫描线约854条,而分辨率要小于扫描线数量。而HoloLens 2垂直视场角约30度,整体估算垂直视场角的每度≈29条扫描线。

但如之前所讲到的,HoloLens 2实际垂直分辨率或在600左右,对应PPD约20;而HoloLens 1的垂直分辨率720,垂直视场角17.5度,PPD约41。

通常而言,人眼的视觉能力要大于60 ppd,而大多数人对40 ppd时就认为表现不错,而在30ppd时就会开始注意屏幕纱窗效应或模糊问题。

关于Alex Kipman讲到的47 ppd

在2019年MWC发布会上,ALex Kipman表示:47 ppd是一个关键,它能让我们在全息模式下观看8号字体。HoloLens 1是业界唯一能达到47 ppd的AR设备,而HoloLens 2同样保持了47 ppd,并且可视面积扩大一倍。

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根据Karl的论述:HoloLens 1代垂直视场角约17.5度,像素高约720,ppd计算约41,因此他将其宣称为47并没有过于夸大,是一种合理的营销尺度。

但是HoloLens 2的分辨率却没有达到宣称的一半。这里就像是玩起了文字游戏,一个是宣称2倍视场角(可视面积),二是可阅读8号字体。另外一点,在47ppd时阅读8号字体可是几乎不太可能的。作为对比,我们电脑上使用Edge浏览器默认字体大小是16号。

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上图是通过相同测试图来拍摄,顶部图像是以29 ppd来观看HoloLens 2的拍摄效果,中间图像是以47 ppd来拍摄,底部的图像是41 ppd的HoloLens 1拍摄。可以看出,HoloLens 1代的视觉清晰度比HoloLens 2 29 ppd实拍图表现更好。

Kipman还谈到:HoloLens 2的提升就像是一台720p的电视升级到2K分辨率。Karl认为:这个说法是不合理的,通常2K代表1920×1080分辨率,HoloLens 1确实具有720p分辨率(色彩均匀性一般),而HoloLens 2分辨率却低于HoloLens 2,实际像素远比所谓的2K要低。

结论:

Karl表示:希望这些测试图能代表实际情况,并对第一篇文章进行补充。因为HoloLens 1的有效分辨率仅仅为800×600,而大多数人往往被Kipman的2倍视场角所误导。

今年初,HoloLens 2正式发布后,基本可以看出HoloLens 2的视场角确实比Magic Leap One大一些。

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问题在于,他们为何多次就分辨率等夸大数据,Karl表示很不理解,因为这并是一个非必要的错误方式。从营销角度来看,这似乎是一个统一的宣传口径。或许是为了表明视场角比Magic Leap更好,或许是为了证明LBS激光扫描的先进性和潜力。

Karl表示:微软花费数亿美元来研究和制造LBS显示相关方案,而这些资金足够选择大量其他方案的显示设备。可以确定,微软很多人都知道他们已经在这方面撒谎了。

另外,由于相机工作原理和人眼还是有所不同,只有亲自体验HoloLens 2之后才会感受到LBS显示的魅力。本文中仅通过代表性的图片进行实拍展示,仅供参考对比。

附:拍摄细节

  • 拍摄相机:奥林巴斯E-M1 Mark III
  • 镜头:奥林巴斯25mm F1.8
  • HoloLens 2拍摄:iso 100、f11、1/8秒;iso 100、f8、1/15秒(彩色图片)
  • HoloLens 1拍摄:iso 200、f8、1/30秒;
  • 对焦:全手动对焦
  • 格式:Olympus RAW(.ORF),转换为JPG上传

参考:https://www.kguttag.com/2020/07/08/hololens-2-display-evaluation-part-2-comparison-to-hololens-1/

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