Displej „EyeReal“: Technologie umělé inteligence činí 3D brýle zastaralými – Jak Čína plánuje prolomit třetí dimenzi pomocí standardního hardwaru

Konec plochého světa: Vědci řeší největší problém v historii displejů

Pamatujete si ten humbuk kolem 3D televizorů na začátku roku 2010? Byla to éra po Avatarovi, kdy filmový průmysl sliboval, že nám přinese filmový zážitek do obývacích pokojů. Revoluce se ale nikdy nekonala. Objemné brýle, bolesti hlavy a nedostatek obsahu rychle způsobily, že technologie upadla do zapomnění. Od té doby je 3D v sektoru domácí zábavy považováno za mrtvou zemi – nebo v lepším případě za specializovaný trh s VR headsety, které však uživatele izolují od jeho okolí.

Nyní však publikace renomovaných čínských výzkumných institucí, včetně Fudanské univerzity, v časopise „Nature“ rozruch. Jejich přístup s názvem „EyeReal“ neslibuje nic menšího než kvadraturu kruhu: holograficky vypadající, křišťálově čistý 3D zážitek, který funguje zcela bez brýlí (autostereoskopický) a bez exotických, cenově dostupných speciálních čoček.

Je tohle ten dlouho očekávaný „iPhonový okamžik“ pro naše obrazovky?

Tato analýza nahlíží do zákulisí publikace článku v časopise „Nature“. Nejenže zkoumáme, jak se umělá inteligence a standardní hardware používají k posouvání hranic fyziky, ale také si klademe klíčové ekonomické otázky: Má model finanční smysl, pokud se náklady přesunou z výroby na spotřebu elektřiny? Může tato technologie konkurovat „prostorovým výpočtům“ od Applu? A jsme připraveni na budoucnost, kdy náš monitor vyžaduje větší výpočetní výkon než náš počítač?

Konec plochého světa: Jak umělá inteligence demokratizuje třetí dimenzi

Nebo: Proč obrazovka, jak ji známe, čelí největšímu narušení od dob barev.

V historii spotřební elektroniky bylo jen málo technologií tak často prohlašováno za mrtvé, ale zároveň se tak tvrdohlavě vracely jako 3D displeje. Od anaglyfických červenozelených brýlí v 50. letech až po neúspěšný humbuk kolem 3D televizí na začátku roku 2010 byla bariéra vždy stejná: nutnost nošení brýlí a fyziologická zátěž pro uživatele. Nedávná publikace v časopise Nature od čínského výzkumného týmu z Fudanské univerzity a Šanghajské laboratoře umělé inteligence potenciálně představuje ekonomický a technologický zlom – takzvaný „moment iPhonu“ pro prostorovou reprezentaci.

Změna paradigmatu: „Nová technologie činí 3D brýle zastaralými“

Ekonomický význam technologie „EyeReal“ nespočívá primárně v samotném zobrazování 3D obsahu, ale v radikálním snížení marginálních nákladů na imerzi. Předchozí autostereoskopické systémy (tj. 3D bez brýlí) se vyznačovaly extrémně vysokými hardwarovými nároky (CAPEX). Systémy jako Sony Spatial Reality Display používají drahé, mikroskopicky vyrobené lentikulární čočky na panelu k lámání světla. Tyto čočky musí být fyzicky dokonale laminovány na pixelovou matici – což je velmi složitý výrobní krok, který snižuje výtěžnost v továrně a masivně zvyšuje konečnou cenu.

Zde popsaný přístup tuto logiku obrací: Místo drahé specializované optiky se používá „běžně dostupný hardware“ – tedy komerčně dostupné komponenty. Inteligence systému se přesouvá od fyzické čočky k algoritmu. Systém využívá standardní vrstvy LCD panelů (v prototypech výzkumu často tři na sebe navazující vrstvy) k čistě optické a digitální modulaci světelného pole.

Základním ekonomickým principem je nahrazení hardwaru výpočetní technikou. Místo investic do drahých výrobních linek pro specializované objektivy se zátěž přesouvá na GPU (grafické procesory) a modely s využitím umělé inteligence. Vzhledem k tomu, že náklady na výpočetní výkon (podle Mooreova zákona nebo Huangova zákona v době umělé inteligence) mají tendenci klesat rychleji než náklady na přesnou optickou výrobu, je tento přístup z dlouhodobého hlediska deflační. Umožňuje rozšíření na masový trh, což u čistě fyzických systémů objektivů zůstávalo nemožné.

Umělá inteligence vypočítává pro každé oko individuální obraz (syntéza obrazu) a optimalizuje světelné pole, aby eliminovala interferenční vzory (moiré efekt) a ghosting (překrývání obrazů pro levé a pravé oko). To se děje v reálném čase při frekvenci 50 Hz, což vyžaduje obrovský výpočetní výkon, ale drasticky snižuje fyzickou bariéru pro koncového uživatele.

Dříve omezené možnosti: Historické dědictví a překonání dilematu „široké šířky pásma vesmíru“

Abychom pochopili význam této inovace, je třeba zvážit základní ekonomický problém předchozích 3D displejů: tzv. „produkt šířky pásma prostoru“ (SBP). V ekonomice displejů je šířka pásma (počet pixelů) vzácným zdrojem.

U klasických automultiskopických displejů (jako je Nintendo 3DS nebo rané prototypy Philips) je dostupné rozlišení obrazovky rozděleno do různých pozorovacích úhlů pomocí objektivů. 4K monitor určený k zobrazení 10 perspektiv současně nabízí efektivně pouze zlomek rozlišení na perspektivu. Výsledkem byl ekonomicky neatraktivní kompromis: buď se akceptuje pixelovaný obraz (nízká užitná hodnota), nebo se k dosažení přijatelné ostrosti potřebují extrémně drahé 8K nebo 16K panely (vysoká cena). Navíc „sweet spot“ – oblast, ve které 3D efekt funguje – byla extrémně úzká. Pokud by se uživatel pohnul jen o několik centimetrů do strany, obraz by se rozpadl.

Holografické přístupy, často označované jako „svatý grál“, ekonomicky selhávají kvůli problémům se škálovatelností. Skutečná holografie vyžaduje modulátory světla s velikostí pixelů v nanometrovém rozsahu (srovnatelně s vlnovou délkou světla). Takové displeje lze vyrobit v laboratoři ve velikosti poštovní známky, ale náklady na monitor stolního počítače by se vyšplhaly do milionů. Neexistuje žádný průmyslový proces, který by dokázal ekonomicky produkovat tuto hustotu pixelů na velkých plochách („výtěžek“).

Čínská výzkumná skupina obchází toto dilema SBP pomocí dynamické optimalizace. Místo současného výpočtu světelného pole pro všechny možné pozice v prostoru (což plýtvá 99 % výpočetního výkonu, protože tam nikdo nesedí), systém sleduje oči a generuje pouze světelné pole, které je v daném místě přesně potřeba. Z ekonomického hlediska to představuje 10 až 100násobné zvýšení efektivity zdroje „světelné informace“. Systém dodává pixely „just-in-time“ namísto pixelů „just-in-case“.

Najděte správnou agenturu Metaverse a plánovací kancelář, jako je poradenská firma - Obrázek: Xpert.Digital

🗒️ Najděte správnou agenturu Metaverse a plánovací kancelář, jako je poradenská firma – vyhledejte a vyhledejte deset nejlepších tipů pro poradenství a plánování

Více o tom zde:

• Experti na Metaverse a XR: Najděte ty správné partnery

Není potřeba žádný speciální hardware: Oddělení specializované výroby

Tvrzení „žádný speciální hardware“ je třeba zvážit pečlivěji. Přesnější tvrzení by bylo: „Žádná exotická výrobní technologie.“ Jak je popsáno ve studii Nature, systém často využívá stohy komerčně dostupných LCD panelů. Tyto panely se vyrábějí hromadně a jsou k dispozici za nejnižší ceny v Číně (předním světovém výrobci LCD).

Ekonomické důsledky jsou obrovské: Bariéra vstupu pro výrobce displejů se snižuje. Společnosti jako BOE nebo TCL již nemusí stavět nové továrny na lepení čoček na sklo. Mohou využít stávající výrobní linky a jednoduše sestavit panely do nového pouzdra („stohování“). Složka tvorby hodnoty se drasticky přesouvá z hardwarové složky (panel) na softwarovou složku (algoritmus a ovladače umělé inteligence).

Sledování očí je dnes běžnou komoditou. Jednoduché webkamery a efektivní neuronové sítě dokáží určit polohu hlavy během milisekund. Pozorovací úhel přes 100° je klíčový pro společenské přijetí produktu. Dřívější displeje nutily uživatele k strnulému držení těla (efekt „hlava v záběru“). Úhel 100° umožňuje přirozený pohyb u stolu.

To otevírá trh pro profesionální aplikace nad rámec čisté zábavy:

1. Medicína: Chirurgové si mohou prohlížet CT snímky ve třech rozměrech, aniž by museli nosit sterilní brýle.
2. CAD/Design: Inženýři si mohou prohlížet komponenty trojrozměrně, což snižuje chybovost při interpretaci 2D plánů jako 3D objektů (úspora nákladů při prototypování).
3. Práce na dálku: Videokonference se skutečnou hloubkou („teleprezence“) by mohly snížit kognitivní únavu („únava ze zoomu“), protože mozek zpracovává prostorové signály přirozeněji než ploché obrazy.

Skryté náklady: energie, výpočetní výkon a past jasu

Navzdory euforii nemůže objektivní analýza ignorovat negativní externality a skryté náklady. I když je přístup „EyeReal“ z hlediska hardwaru levnější na pořízení, přesouvá náklady na provoz (OPEX).

Zaprvé: Energetická neúčinnost.
Pokud je více LCD panelů naskládáno na sebe, jak je tomu v mnoha z těchto výzkumných zařízení, jejich propustnost světla se výrazně zvyšuje. Standardní LCD často propouští pouze 5–10 % podsvícení (kvůli polarizačním filtrům, barevným filtrům a matrici tekutých krystalů). Skládání tří takových panelů snižuje propustnost na ppm. Aby byl stále zajištěn jasný obraz, musí podsvícení svítit s extrémně vysokou intenzitou. To vede k masivně zvýšené spotřebě energie a značnému generování tepla. Monitor „EyeReal“ by mohl během provozu spotřebovat mnohonásobně více energie než OLED obrazovka. V době rostoucích cen energií a přísných předpisů EU pro ekodesign je to významná tržní bariéra.

Za druhé: „Skrytá výpočetní daň“.
Slib „standardního monitoru“ zakrývá skutečnost, že zdrojové zařízení (PC) musí být cokoli jiného než standardní. Pro vykreslení dvou perspektiv v rozlišení Full HD při 50 Hz a současné spuštění modelu umělé inteligence pro optimalizaci světelného pole v reálném čase je zapotřebí výkonná dedikovaná grafická karta (GPU) (srovnatelná s NVIDIA RTX 4070 nebo vyšší). I když samotný monitor může být levný, celkové náklady na vlastnictví se výrazně zvyšují kvůli potřebné pracovní stanici. To v současné době omezuje trh na prosumery a zákazníky B2B; průměrný uživatel notebooku je vynechán, dokud nebude možné tyto modely umělé inteligence efektivněji vypočítat pomocí dedikovaných NPU (neuronových procesorových jednotek).

Klasifikace tržní strategie: Střet ekosystémů

Jsme uprostřed boje o dominanci v oblasti prostorových výpočtů. Na jedné straně stojí výrobci headsetů (Apple s Vision Pro, Meta s Quest), kteří se zaměřují na úplné ponoření se do světa prostřednictvím izolace („face computing“). Na druhé straně jsou technologie jako EyeReal, které umožňují sociální ponoření se do světa bez nositelných zařízení.

Z ekonomického hlediska má přístup založený na obrazovce rozhodující výhodu: nízké náklady na tření. Nasazení headsetu je vědomý úkon, často vnímán jako obtěžující. Obrazovka je prostě „tam“. Pokud bude technologie fungovat tak bezproblémově, jak je popsáno, mohla by se etablovat jako standard pro stolní pracovní stanice, zatímco headsety zůstanou specializovanými produkty pro VR hraní her nebo vysoce specializované simulace.

Čína se tímto výzkumem strategicky pozicije. Zatímco USA (Silicon Valley) dominují na trhu se sluchátky s mikrofonem a jejich operačními systémy, Čína se zaměřuje na vývoj hardwaru displejů – odvětví, ve kterém země již díky svým výrobním kapacitám zaujímá hegemonickou pozici. Pokud by tato technologie prospěla, upevnila by transformaci Číny z „světové dílny“ na „lídra v inovacích v oblasti zobrazovacích technologií“.

Spotřeba energie vs. výpočetní výkon: Proč je EyeReal budoucností displejů i přes úzká hrdla

„EyeReal“ je víc než jen technická kuriozita; je to důkaz síly výpočetní fotografie aplikované na displeje. Nahrazením fyzické složitosti algoritmickou inteligencí se mezní náklady na 3D vykreslování teoreticky sníží na úroveň standardního monitoru a výkonného čipu.

Rizika však přetrvávají: vysoká spotřeba energie v důsledku absorpce světla panelovými stohy a nenasytná poptávka po výpočetním výkonu představují nová úzká hrdla. Z ekonomického hlediska jsou však tyto problémy řešitelné (čipy jsou stále efektivnější, LED diody jasnější), zatímco fyzikální omezení čoček a hologramů jsou statická. Pravděpodobně nejsme na pokraji okamžité revoluce v obývacím pokoji, ale spíše renesance hloubky na profesionálním pracovišti. Sen o holopalubě se posouvá o krok blíž – ne prostřednictvím nové fyziky, ale díky vylepšené matematice.

☑️ Naším obchodním jazykem je angličtina nebo němčina

☑️ NOVINKA: Korespondence ve vašem národním jazyce!

Konrad Wolfenstein

Rád vám a mému týmu posloužím jako osobní poradce.

Kontaktovat mě můžete vyplněním kontaktního formuláře nebo mi jednoduše zavolejte na číslo +49 89 89 674 804 (Mnichov) . Moje e-mailová adresa je: wolfenstein ∂ xpert.digital

Těším se na náš společný projekt.

☑️ Podpora MSP ve strategii, poradenství, plánování a implementaci

☑️ Vytvoření nebo přeladění digitální strategie a digitalizace

☑️ Rozšíření a optimalizace mezinárodních prodejních procesů

☑️ Globální a digitální obchodní platformy B2B

☑️ Pioneer Business Development / Marketing / PR / Veletrhy

Využijte rozsáhlé pětinásobné odborné znalosti společnosti Xpert.Digital v komplexním balíčku služeb | Výzkum a vývoj, XR, PR a optimalizace digitální viditelnosti - Obrázek: Xpert.Digital

Xpert.Digital má hluboké znalosti z různých odvětví. To nám umožňuje vyvíjet strategie šité na míru, které jsou přesně přizpůsobeny požadavkům a výzvám vašeho konkrétního segmentu trhu. Neustálou analýzou tržních trendů a sledováním vývoje v oboru můžeme jednat s prozíravostí a nabízet inovativní řešení. Kombinací zkušeností a znalostí vytváříme přidanou hodnotu a poskytujeme našim zákazníkům rozhodující konkurenční výhodu.

Více o tom zde:

• Využijte 5x odborných znalostí Xpert.Digital v jednom balíčku – již od 500 EUR měsíčně