شاشة "EyeReal": تقنية الذكاء الاصطناعي تجعل النظارات ثلاثية الأبعاد عتيقة - كيف تخطط الصين لاختراق البعد الثالث باستخدام الأجهزة القياسية

نهاية العالم المسطح: باحثون يحلون أكبر مشكلة في تاريخ العرض

هل تتذكرون الضجة التي أحاطت بأجهزة التلفزيون ثلاثية الأبعاد في أوائل العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين؟ كان ذلك في حقبة ما بعد فيلم "أفاتار"، عندما وعدت الصناعة بجلب التجربة السينمائية إلى غرف معيشتنا. لكن هذه الثورة لم تتحقق. سرعان ما أدت النظارات الضخمة، والصداع، ونقص المحتوى إلى زوال هذه التقنية. منذ ذلك الحين، اعتُبرت تقنية ثلاثية الأبعاد في قطاع الترفيه المنزلي منطقةً هامدة، أو في أحسن الأحوال، سوقًا متخصصة لسماعات الواقع الافتراضي، التي تعزل المستخدم عن محيطه.

لكن الآن، يُثير منشورٌ صادرٌ عن مؤسسات بحثية صينية مرموقة، منها جامعة فودان، في مجلة "نيتشر" ضجةً واسعة. يُعدّ نهجهم، المسمى "آي ريل"، بحلّ المشكلة: تجربة ثلاثية الأبعاد فائقة الوضوح، بمظهرها الهولوغرافي، تعمل بالكامل بدون نظارات (تقنية التصوير المجسم التلقائي) وبدون عدسات خاصة غريبة باهظة الثمن.

هل هذه هي "لحظة الآيفون" التي طال انتظارها لشاشاتنا؟

يُلقي هذا التحليل نظرةً على كواليس نشر المقال في مجلة "نيتشر". لا نكتفي بدراسة كيفية استخدام الذكاء الاصطناعي والأجهزة القياسية لتجاوز حدود الفيزياء، بل نطرح أيضًا أسئلةً اقتصاديةً جوهرية: هل يُجدي هذا النموذج نفعًا ماليًا إذا حُوّلت التكاليف من التصنيع إلى استهلاك الكهرباء؟ هل تستطيع هذه التقنية منافسة "الحوسبة المكانية" من آبل؟ وهل نحن مستعدون لمستقبل تتطلب فيه شاشاتنا قوة حوسبة أكبر من جهاز الكمبيوتر؟

نهاية العالم المسطح: كيف يساهم الذكاء الاصطناعي في إضفاء الطابع الديمقراطي على البعد الثالث

أو: لماذا تواجه الشاشة كما نعرفها أكبر اضطراب لها منذ ظهور الألوان؟

في تاريخ الإلكترونيات الاستهلاكية، قلّما أُعلن عن انقراض تقنياتٍ كثيرة، ومع ذلك عادت بقوةٍ كشاشات العرض ثلاثية الأبعاد. من نظارات الأنغليف الحمراء والخضراء في خمسينيات القرن الماضي إلى الضجة الفاشلة حول أجهزة التلفزيون ثلاثية الأبعاد في أوائل العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، ظلّ العائق قائمًا: ضرورة ارتداء النظارات والإجهاد الفسيولوجي على المستخدم. يُمثّل النشر الأخير لفريق البحث الصيني من جامعة فودان ومختبر شنغهاي للذكاء الاصطناعي في مجلة نيتشر نقطة تحوّل اقتصادية وتكنولوجية محتملة - ما يُسمى "لحظة آيفون" في مجال التمثيل المكاني.

التحول النموذجي: "التكنولوجيا الجديدة تجعل النظارات ثلاثية الأبعاد عتيقة"

لا تكمن الأهمية الاقتصادية لتقنية "آي ريل" في عرض المحتوى ثلاثي الأبعاد نفسه، بل في التخفيض الجذري للتكاليف الهامشية للانغماس. اتسمت أنظمة التصوير المجسم التلقائي السابقة (أي أنظمة العرض ثلاثي الأبعاد بدون نظارات) بمتطلبات عتادية عالية للغاية (CAPEX). تستخدم أنظمة مثل شاشة سوني للواقع المكاني عدسات عدسية باهظة الثمن، مصنعة بدقة مجهرية، على اللوحة لكسر الضوء. يجب تغليف هذه العدسات بشكل مثالي على مصفوفة البكسل، وهي خطوة تصنيع معقدة للغاية تُقلل من معدل الإنتاج في المصنع وتزيد بشكل كبير من السعر النهائي.

النهج الموصوف هنا يعكس هذا المنطق: فبدلاً من البصريات المتخصصة باهظة الثمن، تُستخدم "أجهزة جاهزة" - أي مكونات متوفرة تجاريًا. ينتقل ذكاء النظام من العدسة المادية إلى الخوارزمية. يستخدم النظام مجموعات لوحات LCD قياسية (غالبًا ثلاث طبقات متراكبة في النماذج الأولية البحثية) لتعديل مجال الضوء بصريًا ورقميًا بحتًا.

المبدأ الاقتصادي الأساسي هو استبدال الأجهزة بالحوسبة. فبدلاً من الاستثمار في خطوط إنتاج باهظة الثمن للعدسات المتخصصة، يُنقل العبء إلى وحدة معالجة الرسومات (GPU) ونماذج الذكاء الاصطناعي. ونظرًا لأن تكلفة قوة الحوسبة (وفقًا لقانون مور أو قانون هوانغ في عصر الذكاء الاصطناعي) تميل إلى الانخفاض بوتيرة أسرع من تكلفة التصنيع البصري الدقيق، فإن هذا النهج يُؤدي إلى انكماش الأسعار على المدى الطويل. فهو يُمكّن من التوسع في السوق الشامل، وهو أمر كان مستحيلًا بالنسبة لأنظمة العدسات الفيزيائية البحتة.

يحسب الذكاء الاصطناعي صورةً فرديةً لكل عين (توليف العرض)، ويُحسّن مجال الضوء لإزالة أنماط التداخل (تأثيرات المواريه) والظلال (تداخل الصور بين العين اليمنى واليسرى). يحدث هذا في الوقت الفعلي بتردد 50 هرتز، مما يتطلب قوة حوسبة هائلة، ولكنه يُقلل بشكل كبير من الحاجز المادي أمام المستخدم النهائي.

الخيارات المحدودة سابقًا: الإرث التاريخي والتغلب على معضلة "نطاق الفضاء"

لفهم أهمية هذا الابتكار، لا بد من النظر في المشكلة الاقتصادية الأساسية التي واجهتها شاشات العرض ثلاثية الأبعاد السابقة: ما يُسمى "ناتج عرض النطاق الترددي الفضائي" (SBP). ففي اقتصاديات العرض، يُعد عرض النطاق الترددي (عدد البكسلات) موردًا نادرًا.

في شاشات العرض التلقائية متعددة الأبعاد الكلاسيكية (مثل نينتندو 3DS أو نماذج فيليبس الأولية)، تُقسّم دقة الشاشة المتاحة إلى زوايا رؤية مختلفة بواسطة العدسات. شاشة 4K مصممة لعرض 10 مناظير في آنٍ واحد، لا توفر سوى جزء ضئيل من الدقة لكل مناظير. وكانت النتيجة تنازلاً اقتصادياً غير مُجزٍ: إما قبول صورة مُبكسلة (بتكلفة منخفضة) أو الحاجة إلى شاشات 8K أو 16K باهظة الثمن (بسعر مرتفع) لتحقيق وضوح مقبول. علاوة على ذلك، كانت "النقطة المثالية" - المنطقة التي يعمل فيها التأثير ثلاثي الأبعاد - ضيقة للغاية. إذا تحرك المستخدم بضعة سنتيمترات فقط إلى الجانب، ستتكسر الصورة.

تُعتبر مناهج التصوير المجسم، التي تُوصف غالبًا بـ"الكأس المقدسة"، غير مجدية اقتصاديًا نظرًا لمشكلات قابلية التوسع. يتطلب التصوير المجسم الحقيقي مُعدّلات ضوئية بأحجام بكسل في نطاق النانومتر (مما يُقارب طول موجة الضوء). يمكن تصنيع هذه الشاشات في المختبر بحجم طابع بريدي، لكن تكلفة شاشة بحجم سطح المكتب ستصل إلى ملايين الدولارات. لا توجد عملية صناعية تُنتج هذه الكثافة من البكسلات اقتصاديًا على الأسطح الكبيرة ("الغلة").

تتغلب مجموعة البحث الصينية على معضلة SBP هذه من خلال التحسين الديناميكي. فبدلاً من حساب مجال الضوء لجميع المواقع الممكنة في الفضاء في آنٍ واحد (مما يُهدر 99% من طاقة الحوسبة لعدم وجود أي شخص هناك)، يتتبع النظام حركة العين ويُولّد فقط مجال الضوء المطلوب بدقة في ذلك الموقع. من منظور اقتصادي، يُمثل هذا زيادة تتراوح بين 10 و100 ضعف في كفاءة مورد "معلومات الضوء". يُوفر النظام بكسلات "في الوقت المناسب" بدلاً من بكسلات "للاحتياط".

ابحث عن وكالة Metaverse ومكتب التخطيط المناسب، مثل شركة استشارية - الصورة: Xpert.Digital

🗒️ ابحث عن وكالة Metaverse ومكتب التخطيط المناسب مثل شركة استشارية - ابحث وابحث عن أفضل عشر نصائح للاستشارات والتخطيط

المزيد عنها هنا:

• الخبراء في Metaverse وXR: ابحث عن الشركاء المناسبين

لا يتطلب أجهزة خاصة: فصل التصنيع المتخصص

يجب دراسة عبارة "لا حاجة لمعدات خاصة" بعناية أكبر. العبارة الأدق هي: "لا حاجة لتقنيات تصنيع متطورة". وكما هو موضح في دراسة مجلة Nature، يستخدم النظام غالبًا مجموعات من شاشات LCD المتوفرة تجاريًا. تُنتج هذه الشاشات بكميات كبيرة، وهي متوفرة بأسعار زهيدة جدًا في الصين (أكبر مُصنّع لشاشات LCD في العالم).

التداعيات الاقتصادية هائلة: فمع تراجع عوائق دخول مصنعي الشاشات، لم تعد شركات مثل BOE وTCL بحاجة إلى بناء مصانع جديدة للصق العدسات على الزجاج. إذ يمكنها استخدام خطوط الإنتاج الحالية وتجميع الألواح ببساطة في هيكل جديد ("التكديس"). وينتقل عنصر خلق القيمة بشكل جذري من المكون المادي (اللوحة) إلى المكون البرمجي (خوارزمية الذكاء الاصطناعي وبرامج التشغيل).

أصبح تتبع حركة العين الآن أمرًا بالغ الأهمية. تستطيع كاميرات الويب البسيطة والشبكات العصبية الفعّالة تحديد وضعيات الرأس في أجزاء من الثانية. زاوية الرؤية التي تزيد عن 100 درجة ضرورية لقبول المنتج اجتماعيًا. في السابق، كانت الشاشات تُجبر المستخدمين على اتخاذ وضعية جلوس جامدة (تأثير "الرأس في مواجهة"). أما زاوية الرؤية البالغة 100 درجة فتتيح حركة طبيعية على المكتب.

وهذا يفتح السوق للتطبيقات المهنية التي تتعدى مجرد الترفيه:

١. الطب: يستطيع الجراحون مشاهدة فحوصات التصوير المقطعي المحوسب ثلاثية الأبعاد دون الحاجة إلى ارتداء نظارات معقمة.
٢. التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD): يستطيع المهندسون رؤية المكونات ثلاثية الأبعاد، مما يقلل من معدل الخطأ عند تفسير المخططات ثنائية الأبعاد كأشياء ثلاثية الأبعاد (توفير في تكلفة النماذج الأولية).
٣. العمل عن بُعد: يمكن لمؤتمرات الفيديو ذات العمق الحقيقي ("التواجد عن بُعد") أن تقلل من الإجهاد الذهني ("إجهاد التكبير")، حيث يعالج الدماغ الإشارات المكانية بشكل طبيعي أكثر من الصور المسطحة.

التكاليف الخفية: الطاقة، والحوسبة، وفخ السطوع

رغم النشوة، لا يمكن للتحليل الموضوعي تجاهل الآثار الخارجية السلبية والتكاليف الخفية. فبينما يُعدّ نهج "EyeReal" أرخص من حيث تكلفة الأجهزة، إلا أنه يُحمّل تكاليف التشغيل (OPEX).

أولاً: ضعف كفاءة الطاقة.
عند تكديس عدة لوحات LCD، كما هو الحال في العديد من هذه الأجهزة البحثية، يزداد نفاذ الضوء بشكل ملحوظ. غالبًا ما تنقل شاشة LCD القياسية 5-10% فقط من ضوء الإضاءة الخلفية (بسبب فلاتر الاستقطاب، وفلاتر الألوان، ومصفوفة الكريستال السائل). يؤدي تكديس ثلاث لوحات من هذا القبيل إلى تقليل النفاذية إلى جزء في الألف. وللحفاظ على سطوع الصورة، يجب أن تسطع الإضاءة الخلفية بكثافة عالية جدًا. يؤدي هذا إلى زيادة هائلة في استهلاك الطاقة وتوليد حرارة عالية. قد تستهلك شاشة "EyeReal" طاقة تفوق بكثير طاقة شاشة OLED أثناء التشغيل. في عصر ارتفاع أسعار الطاقة ولوائح التصميم البيئي الصارمة في الاتحاد الأوروبي، يُمثل هذا عائقًا كبيرًا أمام السوق.

ثانيًا: "ضريبة الحوسبة الخفية".
إن وعد "الشاشة القياسية" يُخفي حقيقة أن الجهاز المصدر (الكمبيوتر الشخصي) يجب ألا يكون قياسيًا على الإطلاق. لعرض منظورين بدقة عالية كاملة (Full HD) بتردد 50 هرتز مع تشغيل نموذج ذكاء اصطناعي في الوقت الفعلي لتحسين مجال الضوء، يلزم وجود بطاقة رسومات مخصصة قوية (GPU) (تُضاهي بطاقة NVIDIA RTX 4070 أو أعلى). مع أن الشاشة نفسها قد تكون غير مكلفة، إلا أن التكلفة الإجمالية للملكية تزداد بشكل كبير بسبب محطة العمل الضرورية. هذا يقتصر حاليًا على المستهلكين المحترفين وعملاء الشركات (B2B)؛ ويُستبعد مستخدم الكمبيوتر المحمول العادي حتى يتم حساب نماذج الذكاء الاصطناعي هذه بكفاءة أكبر باستخدام وحدات المعالجة العصبية المخصصة (NPU).

تصنيف استراتيجية السوق: صراع الأنظمة البيئية

نحن في خضم معركة للسيطرة على الحوسبة المكانية. من جهة، هناك مُصنّعو سماعات الرأس (آبل مع Vision Pro، وميتا مع Quest) الذين يُركزون على الانغماس الكامل من خلال العزل ("حوسبة الوجه"). ومن جهة أخرى، هناك تقنيات مثل EyeReal، التي تُتيح الانغماس الاجتماعي دون الحاجة إلى الأجهزة القابلة للارتداء.

من منظور اقتصادي، يتميز النهج القائم على الشاشة بميزة حاسمة: انخفاض تكاليف الاحتكاك. يُعدّ ارتداء سماعة الرأس إجراءً واعيًا، وغالبًا ما يُنظر إليه على أنه مُزعج. الشاشة ببساطة "موجودة". إذا عملت التقنية بسلاسة كما هو موصوف، فقد تُرسّخ مكانتها كمعيار لمحطات العمل المكتبية، بينما تظل سماعات الرأس منتجات متخصصة لألعاب الواقع الافتراضي أو المحاكاة عالية التخصص.

تُرسّخ الصين موقعها الاستراتيجي من خلال هذا البحث. فبينما تُهيمن الولايات المتحدة (وادي السيليكون) على سوق سماعات الرأس وأنظمة تشغيلها، تُركّز الصين جهودها على تطوير أجهزة العرض، وهو قطاعٌ تُهيمن فيه الصين بالفعل بفضل قدراتها التصنيعية. وفي حال نجاح هذه التقنية، فإنها ستُرسّخ تحوّل الصين من "ورشة العالم" إلى "رائدة الابتكار في تكنولوجيا العرض".

استهلاك الطاقة مقابل قوة الحوسبة: لماذا يُعد EyeReal مستقبل الشاشات على الرغم من الاختناقات

"آي ريل" أكثر من مجرد فضول تقني؛ إنه دليل على قوة التصوير الحاسوبي المطبق على الشاشات. باستبدال التعقيد المادي بالذكاء الخوارزمي، تنخفض التكلفة الهامشية للعرض ثلاثي الأبعاد نظريًا إلى مستوى شاشة عادية مع شريحة قوية.

مع ذلك، لا تزال المخاطر قائمة: فالاستهلاك المرتفع للطاقة الناتج عن امتصاص ألواح الطاقة للضوء، والطلب المتزايد على قوة الحوسبة، يُشكلان الاختناقات الجديدة. ولكن من منظور اقتصادي، هذه المشاكل قابلة للحل (فشرائح المعالجة تزداد كفاءة، ومصابيح LED أكثر سطوعًا)، بينما تظل القيود المادية للعدسات والصور المجسمة ثابتة. ربما لسنا على وشك ثورة فورية في عالم التكنولوجيا، بل على وشك نهضة في مجال العمق في بيئة العمل المهنية. حلم "هولو ديك" يقترب خطوة أخرى - ليس من خلال فيزياء جديدة، بل من خلال تحسين الرياضيات.

☑️ لغة العمل لدينا هي الإنجليزية أو الألمانية

☑️ جديد: المراسلات بلغتك الوطنية!

Konrad Wolfenstein

سأكون سعيدًا بخدمتك وفريقي كمستشار شخصي.

يمكنك الاتصال بي عن طريق ملء نموذج الاتصال أو ببساطة اتصل بي على +49 89 89 674 804 (ميونخ) . عنوان بريدي الإلكتروني هو: ولفنشتاين ∂ xpert.digital

إنني أتطلع إلى مشروعنا المشترك.

☑️ دعم الشركات الصغيرة والمتوسطة في الإستراتيجية والاستشارات والتخطيط والتنفيذ

☑️ إنشاء أو إعادة تنظيم الإستراتيجية الرقمية والرقمنة

☑️ توسيع عمليات البيع الدولية وتحسينها

☑️ منصات التداول العالمية والرقمية B2B

☑️ رائدة تطوير الأعمال / التسويق / العلاقات العامة / المعارض التجارية

استفد من الخبرة الواسعة التي تقدمها Xpert.Digital في حزمة خدمات شاملة | البحث والتطوير، والواقع المعزز، والعلاقات العامة، وتحسين الرؤية الرقمية - الصورة: Xpert.Digital

تتمتع Xpert.Digital بمعرفة متعمقة بمختلف الصناعات. يتيح لنا ذلك تطوير استراتيجيات مصممة خصيصًا لتناسب متطلبات وتحديات قطاع السوق المحدد لديك. ومن خلال التحليل المستمر لاتجاهات السوق ومتابعة تطورات الصناعة، يمكننا التصرف ببصيرة وتقديم حلول مبتكرة. ومن خلال الجمع بين الخبرة والمعرفة، فإننا نولد قيمة مضافة ونمنح عملائنا ميزة تنافسية حاسمة.

المزيد عنها هنا:

• استخدم خبرة Xpert.Digital 5x في حزمة واحدة - بدءًا من 500 يورو شهريًا فقط