小巧似眼镜,轻薄似羽毛!详解Kopin和歌尔的新4K VR头显Elf VR

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Kopin将要推出一款新的VR头显样机,它带有4K OLED“闪电”微显示器,他们表示这一显示屏是专为VR而设计的。其尺寸仅为其他头盔尺寸的一半大小,由轻质材料制成,与目前市场上的VR产品相比,该装置轻如羽毛。

Kopin是一家已经上市的显示屏制造商,成立于1984年。随着VR的发展掀起的热度,该公司已经转而开发专门为VR头显设计的显示屏。微显示器其自身特性决定了它的尺寸很小,且有着难以置信的像素密集度,并且还具有高刷新率。

Kopin为VR推出的第一个微显示器被他们称作“Lightning(闪电)”,这是一款1英寸显示屏,单眼分辨率为2048 x 2,048,屏幕运行帧频高达120Hz。Rift和Vive使用的显示器是1,080 x 1,200像素,Kopin的闪电显示器的像素数目是它们的3.2倍,运行帧频明显高于这些头显的90Hz刷新频率。

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微型显示器的微小尺寸也带来了另一个优势:实现更短焦距的潜力。市场上的消费级VR头显的大小大致相同,这不是因为我们无法设计更小的外壳,而是因为光的物理要求显示器与镜头保持一定距离,以便将聚焦的图像呈现到用户的眼睛上。较小的图像允许较短的焦距,这意味着显示器不需要与透镜一样远,这使得更小巧头显的出现成为可能。

Kopin与中国ODM歌尔声学合作开发了一款采用闪电微显示器的VR头显样机。他们制造出了难以置信得小巧和轻便的装置,与当今大部分消费级头显比较之后,这绝对是个令人欣喜的消息。

我在2017年E3上曾操作和体验功能型样机,但不幸的是,我实际上并没有用其看到VR内容。因为根据该公司的说法,该公司手头唯一一台在120Hz的两个显示器上可匹配定制的4,096 x 2,048分辨率的电脑必须运到CES Asia上。我期待在不久的将来再次体验Kopin,在这一样机上体验运行的内容;目前为止我只能谈谈它的形状。

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与目前市场上的消费级头盔相比,即使是和其中最轻的(如Gear VR和Daydream View)相比,Kopin头显的样机也是非常轻的(我们注意到,它缺少一个小的驱动板,如果有这一驱动版,将为显示屏增加一些轻微的重量)。会有一条有弹性的带子围绕着后脑勺,可以轻松地将设备固定在使用者的面前,故而不需要停止带。外壳由薄且非常轻便的塑料制成。它是刚性的,但是我不清楚这种材料的耐久性是否足以满足消费者使用情况,为了提高耐用度他们可能需要换成较厚或更耐用的材料,这可能会增加一些重量。

单从照片来看,很难理解Kopin头盔比其他头盔小多少,实际上它更接近一双滑雪护目镜的尺寸和重量;当它“拥抱着”你的眼睛,并不会遮住过多的面部。它也没有那么厚,这意味着它不会从你的脸上突出来。细长型材复合材料也减轻了这一样机的重量,因为它的影响比更厚更大的那种外壳要小。

如果大多数沉浸式VR头显都能实现这种外观,那么VR的发展将会在舒适性和易用性方面产生巨大的进步。

微显示屏的取舍

微显示器的优势也带来了取舍。

Kopin说,2英寸显示屏(单眼)是VR的绝对理想选择。传统的VR显示器,如Rift和Vive中的显示屏,都受限于可以做到多小。将它们缩小到2英寸的同时保持像素水平是一个挑战。同时,微型显示器可以从令人难以置信的微小和密集的像素中获益,但是在谈到虚拟现实的时候,其面临的挑战是反直觉的,需要让它们变大。

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微显示器制造过程与计算机处理器的制造过程类似,都涉及将微结构蚀刻到硅晶片上。这个过程是高度专业化的,需要昂贵的设备,而且只能在相当的规模上进行才有利可图。世界上大多数能够进行这种制造的设施都是为了制造微小组件而建造出的,所以在没有大量资本投入的情况下制造更大的微型显示器是不可能的。

Kopin告诉我,由于微型显示器的尺寸微小,实现沉浸式的视场角是这种显示技术面对的挑战之一;为了实现广阔的视场角,图像需要大幅度的放大。他们声称目前的闪电显示屏能够使用双元件菲涅尔透镜提供高达110度的对角视场。他们也在与3M合作开发更小的“煎饼”光学元件,据说可以达到100度的视场角。

然而,目前我还没有通过头显看到任何内容,我不清楚这种光学变换会对所得到的图像质量造成多大的损失,也不清楚应对光学反应所需的反变形的程度或有效性;我的看法是,通过微显示屏实现如此广泛的视场角或许有些困难。 Kopin似乎也表示相同,他表示,与微型显示相比,更大的显示屏可能在视野部门有一个优势,至少在微显示器可以做得更大之前。

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为此,该公司称,Kopin和其合作伙伴已经初始投入了1.5亿美元,以创建一个能够制造更大更高分辨率版本的VR微显示器的新设备。新设施的完成可能还需要很长时间,但该公司的发展路线图表明,它们正在试图制造1.3英寸的3,072 x 3,072显示屏,其次是在适当的时候制造1.37英寸的4,096 x 4069显示屏。

然而,随着显示器越来越大,它们屈服于光物理学,这使得大量现有的头显的出现是必要的:扩大的焦距要求透镜与显示器间的距离扩大,以使其正确对焦。即使如此,在这种尺寸下,微显示器也将保持其在像素密度方面的优势。

所以一方面,传统的OLED显示器厂商,比如三星,在努力缩小显示屏,而微型显示屏厂商,如Kopin,则在试图扩大显示屏。谁将首先获得成功还有待观察。

 

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