Het doel van virtual reality-hardware is om een virtuele omgeving zo meeslepend mogelijk te maken. Een zeer belangrijke factor daarin is de beeldkwaliteit van de virtuele wereld, iets waar huidige headsets nog ernstig in tekort schieten. De kijkhoeken zijn beperkt en de resolutie veel te laag, waardoor details ontbreken, tekst niet leesbaar is het screendoor-effect plaats vindt.
Ondanks de snelle progressie op dit vlak is er nog veel voor nodig om een virtual reality headset te bouwen die 20/20-vision, de scherpte die de gemiddelde mens kan waarnemen, kan weergeven. De onderzoekers verwachten daarvoor een resolutie van 9600 bij 9000 pixels per oog voor nodig te hebben, ruim 86 megapixel.
Die resolutie was zowel qua schermproductie, gpu-performance als display-bandbreedte nog niet haalbaar. De onderzoekers hebben daarom voor 4800 bij 3840 pixels gekozen met een kleinere field-of-view, goed voor 40 pixels per degree, tweederde van de 60 die iemand met 20/20-vision kan waarnemen.
| Specification | Upper bound | As built |
|---|---|---|
| Pixel count (h × v) | 9600 × 9000 | 4800 × 3840 |
| Acuity (ppd) | 60 | 40 |
| Pixels per inch (ppi) | 2183 | 1443 |
| Pixel pitch (µm) | 11.6 | 17.6 |
| FoV (°, h × v) | 160 × 150 | 120 × 96 |
Omdat het scherm op 120Hz draait moeten er ruim 2200 megapixel per seconde worden gerendeerd, ruim het viervoudige van de 500 MP/s die een 4k-scherm op 60Hz moet renderen. En dan zitten er twee schermen in een VR-headset. Omdat dit vrijwel onmogelijk is in moderne games met hedendaagse gpu's, wordt foveated rendering toegepast waarbij de randen van het scherm in lagere resolutie worden gerendered.
Naast de benodigde gpu-prestaties is er ook een sloot aan bandbreedte nodig voor een resolutie om deze resoluties aan te kunnen sturen. Met 8-bits kleurdiepte, 120Hz-verversingssnelheid en resolutie van 11520 bij 10350 pixels per oog zou 343 Gb/s aan bandbreedte nodig zijn. Voor het prototype met de lagere resolutie is deze eis afgenomen naar 62,7 Gb/s, nog steeds ruim 2,5 maal zo veel als DisplayPort 1.4.
Ter vergelijking, de HTC Vive Pro heeft een resolutie van 1600x1440 per oog, een negende van de resolutie van het prototype en een derde van de pixeldichtheid. Bij de Oculus Rift en HTC Vive is dat zelfs respectievelijk een zestiende en een kwart. Tevens ververst het scherm met 120 Hz een derde sneller dan de 90Hz schermen uit de huidige headsets.
Lees het volledige onderzoek met veel meer details over de gebruikte technieken:
Bron: Wiley
