„EyeReal” kijelző: A mesterséges intelligencia technológiája elavulttá teszi a 3D-s szemüvegeket – Hogyan tervezi Kína a harmadik dimenzió feltörését szabványos hardverrel?

A lapos világ vége: A kutatók megoldották a kijelzők történetének legnagyobb problémáját

Emlékszel még a 2010-es évek elején a 3D-s televíziókat övező felhajtásra? Az Avatar utáni korszakban az iparág megígérte, hogy elhozza a moziélményt a nappalinkba. De a forradalom sosem valósult meg. A nehéz szemüvegek, a fejfájás és a tartalomhiány miatt a technológia gyorsan feledésbe merült. Azóta a 3D-t az otthoni szórakoztatóiparban holtföldnek tekintik – vagy legjobb esetben a VR-szemüvegek piaci résének, amelyek azonban elszigetelik a felhasználót a környezetétől.

Most azonban nagy port kavart egy neves kínai kutatóintézetek, köztük a Fudan Egyetem publikációja a "Nature" folyóiratban . Az "EyeReal" névre keresztelt megközelítésük nem kevesebbet ígér, mint a kör négyszögesítését: egy holografikus kinézetű, kristálytiszta 3D-s élményt, amely teljes mértékben szemüveg (autosztereoszkopikus) és egzotikus, megfizethetetlen speciális lencsék nélkül működik.

Vajon ez a régóta várt „iPhone-pillanat” a képernyőink számára?

Ez az elemzés a cikk „Nature” folyóiratban megjelent megjelenésének kulisszái mögé tekint. Nemcsak azt vizsgáljuk, hogyan használják a mesterséges intelligenciát és a szabványos hardvereket a fizika határainak feszegetésére, hanem kulcsfontosságú gazdasági kérdéseket is felteszünk: Vajon van-e pénzügyi értelme a modellnek, ha a költségeket a gyártásról az áramfogyasztásra helyezik át? Versenyképes-e ez a technológia az Apple „térbeli számítástechnikájával”? És készen állunk-e egy olyan jövőre, ahol a monitorunk több számítási teljesítményt igényel, mint a számítógépünk?

A lapos világ vége: Hogyan demokratizálja a mesterséges intelligencia a harmadik dimenziót?

Vagy: Miért néz szembe a képernyő, ahogyan ismerjük, a színvilág óta a legnagyobb átalakulással.

A szórakoztatóelektronika történetében kevés technológiát nyilvánítottak halottnak olyan gyakran, mégis olyan makacsul tértek vissza, mint a 3D kijelző. Az 1950-es évek anaglif vörös-zöld szemüvegétől a 2010-es évek elejének kudarcot vallott 3D tévék hype-jáig az akadály mindig ugyanaz volt: a szemüvegviselés szükségessége és a felhasználóra nehezedő fiziológiai megterhelés. A Fudan Egyetem és a Sanghaji MI Laboratórium kínai kutatócsoportjának a Nature folyóiratban nemrégiben megjelent tanulmánya potenciálisan gazdasági és technológiai fordulópontot jelenthet – az úgynevezett „iPhone-pillanatot” a térbeli ábrázolás számára.

Paradigmaváltás: „Az új technológia elavulttá teszi a 3D-s szemüveget”

Az „EyeReal” gazdasági jelentősége elsősorban nem magában a 3D-s tartalom megjelenítésében rejlik, hanem az immerzió határköltségeinek radikális csökkentésében. A korábbi autosztereoszkopikus rendszereket (azaz a szemüveg nélküli 3D-t) rendkívül magas hardverigény (CAPEX) jellemezte. Az olyan rendszerek, mint a Sony Spatial Reality Display, drága, mikroszkopikusan előállított lencsés lencséket használnak a panelen a fény megtörésére. Ezeket a lencséket fizikailag tökéletesen kell laminálni a pixelmátrixra – ez egy rendkívül összetett gyártási lépés, amely csökkenti a gyári hozamot és jelentősen megnöveli a végső árat.

Az itt leírt megközelítés megfordítja ezt a logikát: drága, speciális optikák helyett „általános hardvert” használnak – azaz kereskedelmi forgalomban kapható alkatrészeket. A rendszer intelligenciája a fizikai lencsétől az algoritmusig terjed. A rendszer szabványos LCD paneleket (a kutatási prototípusokban gyakran három egymásra helyezett réteget) használ a fénymező tisztán optikai és digitális modulálására.

Az alapvető gazdasági elv a hardver számítástechnikával való helyettesítése. Ahelyett, hogy drága gyártósorokba fektetnének be speciális lencsékhez, a terhelés a GPU-ra (grafikus feldolgozó egység) és a mesterséges intelligencia modellekre helyeződik át. Mivel a számítási teljesítmény költsége (Moore törvénye vagy Huang törvénye szerint a mesterséges intelligencia korában) általában gyorsabban csökken, mint a precíz optikai gyártás költsége, ez a megközelítés hosszú távon deflációs. Lehetővé teszi a tömegpiacra való skálázást, ami a tisztán fizikai lencserendszerek esetében eddig lehetetlen volt.

A mesterséges intelligencia mindkét szem számára külön képet számít ki (nézetszintézis), és optimalizálja a fényteret az interferencia minták (moiré-effektusok) és a szellemkép (a bal és jobb szem képeinek átfedése) kiküszöbölése érdekében. Ez valós időben, 50 Hz-en történik, ami hatalmas számítási teljesítményt igényel, de drasztikusan csökkenti a végfelhasználó fizikai akadályát.

Korábban korlátozott lehetőségek: Történelmi örökségek és a „térbeli sávszélesség” dilemmájának leküzdése

Ahhoz, hogy megértsük ennek az innovációnak a jelentőségét, figyelembe kell venni a korábbi 3D kijelzők alapvető gazdasági problémáját: az úgynevezett „térbeli sávszélesség-szorzatot” (SBP). A kijelzőgazdaságtanban a sávszélesség (pixelek száma) szűkös erőforrás.

A klasszikus automultiszkopikus kijelzőknél (mint például a Nintendo 3DS vagy a korai Philips prototípusok) a képernyő elérhető felbontását lencsék osztják fel a különböző látószögek között. Egy 4K-s monitor, amely 10 perspektíva egyidejű megjelenítésére szolgál, perspektívánként a felbontásnak csak töredékét kínálja. Az eredmény egy gazdaságilag nem vonzó kompromisszum lett: vagy pixeles képet fogad el az ember (alacsony hasznosság), vagy rendkívül drága 8K-s vagy 16K-s panelekre van szüksége (magas ár) az elfogadható élesség eléréséhez. Továbbá az „édes pont” – az a terület, ahol a 3D-effektus működik – rendkívül keskeny volt. Ha a felhasználó csak néhány centimétert oldalra mozdult, a kép szétesett.

A holografikus megközelítések, amelyeket gyakran „szent grálként” emlegetnek, a skálázhatósági problémák miatt gazdaságilag kudarcot vallanak. Az igazi holográfia nanométeres tartományba eső pixelméretű fénymodulátorokat igényel (ami a fény hullámhosszához hasonlítható). Az ilyen kijelzők laboratóriumban postabélyeg méretűek lehetnek, de egy asztali méretű monitor költsége több millió dollárra rúgna. Nincs olyan ipari eljárás, amely gazdaságosan előállítaná ezt a pixelsűrűséget nagy felületeken („hozam”).

A kínai kutatócsoport dinamikus optimalizálással kerüli meg ezt az SBP-dilemmát. Ahelyett, hogy a tér összes lehetséges pozíciójára egyszerre számítaná ki a fényteret (ami a számítási teljesítmény 99%-át pazarolja, mivel senki sem ül ott), a rendszer követi a szemeket, és csak azt a fényteret generálja, amelyre pontosan szükség van az adott helyen. Gazdasági szempontból ez a „fényinformáció” erőforrás hatékonyságának 10-100-szoros növekedését jelenti. A rendszer „just-in-time” pixeleket szállít a „just-in-case” pixelek helyett.

Találja meg a megfelelő Metaverse ügynökséget és tervezőirodát, például egy tanácsadó céget - Kép: Xpert.Digital

🗒️ Találja meg a megfelelő Metaverse ügynökséget és tervezőirodát, például egy tanácsadó céget – keressen és keressen a tíz legjobb tanácsadási és tervezési tipp között

Bővebben itt:

• A Metaverse és az XR szakértői: Találja meg a megfelelő partnereket

Nincs szükség speciális hardverre: A specializált gyártás leválasztása

A „nincs speciális hardver” állítást alaposabban meg kell fontolni. Pontosabb állítás lenne: „Nincs egzotikus gyártási technológia”. Ahogy a Nature tanulmányában is leírták, a rendszer gyakran kereskedelmi forgalomban kapható LCD panelek egymásra halmozását használja. Ezeket a paneleket tömeggyártásban gyártják, és Kínában (a világ vezető LCD-gyártójában) rendkívül alacsony áron kaphatók.

A gazdasági következmények óriásiak: A kijelzőgyártók belépési korlátja csökken. Az olyan vállalatoknak, mint a BOE vagy a TCL, már nem kell új gyárakat építeniük a lencsék üvegre ragasztásához. Használhatják a meglévő gyártósorokat, és egyszerűen összeszerelhetik a paneleket egy új házban ("stacking"). Az értékteremtő komponens drasztikusan áthelyeződik a hardverkomponensről (panel) a szoftverkomponensre (AI algoritmus és illesztőprogramok).

A szemkövetés ma már alapkövető eszköz. Az egyszerű webkamerák és a hatékony neurális hálózatok ezredmásodpercek alatt képesek meghatározni a fej helyzetét. A 100°-nál nagyobb látószög kulcsfontosságú a termék társadalmi elfogadottsága szempontjából. A korábbi kijelzők merev testtartásra kényszerítették a felhasználókat (a „fej szembenézve” hatás). A 100°-os szög lehetővé teszi a természetes mozgást az asztalnál.

Ez megnyitja a piacot a professzionális alkalmazások előtt, túl a puszta szórakoztatáson:

1. Orvostudomány: A sebészek steril szemüveg viselése nélkül is három dimenzióban tekinthetik meg a CT-felvételeket.
2. CAD/Tervezés: A mérnökök háromdimenziósan láthatják az alkatrészeket, ami csökkenti a hibaszázalékot a 2D-s tervek 3D-s objektumokként való értelmezésekor (költségmegtakarítás a prototípusgyártásban).
3. Távmunka: A valódi mélységgel rendelkező videokonferenciák („telepresence”) csökkenthetik a kognitív fáradtságot („zoomfáradtság”), mivel az agy természetesebben dolgozza fel a térbeli jeleket, mint a síkképeket.

A rejtett költségek: energia, számítási teljesítmény és a fényerő csapdája

Az eufória ellenére egy objektív elemzés nem hagyhatja figyelmen kívül a negatív externáliákat és a rejtett költségeket. Míg az „EyeReal” megközelítés olcsóbb hardverek tekintetében, a költségeket az üzemeltetésre (OPEX) helyezi át.

Először is: Energiahatékonyság hiánya.
Amikor több LCD panelt egymásra helyeznek, mint ezekben a kutatási elrendezésekben, a fényáteresztésük jelentősen megnő. Egy hagyományos LCD gyakran csak a háttérvilágítás fényének 5-10%-át engedi át (a polarizációs szűrők, a színszűrők és a folyadékkristályos mátrix miatt). Három ilyen panel egymásra rakása ezredrészekre csökkenti az áteresztést. Ahhoz, hogy továbbra is világos képet hozzon létre, a háttérvilágításnak rendkívül nagy intenzitással kell világítania. Ez jelentősen megnövekedett energiafogyasztáshoz és jelentős hőtermeléshez vezet. Egy „EyeReal” monitor működés közben sokszor annyi energiát fogyaszthat, mint egy OLED képernyő. Az emelkedő energiaárak és a szigorú uniós ökotervezési előírások korában ez jelentős piaci akadályt jelent.

Másodszor: A „rejtett számítási adó”.
A „szabványos monitor” ígérete elfedi azt a tényt, hogy a forráseszköznek (a PC-nek) mindennek kell lennie, csak nem szabványosnak. Két perspektíva Full HD-ben, 50 Hz-en történő rendereléséhez, miközben egyidejűleg egy valós idejű fénymező-optimalizáláshoz mesterséges intelligencia alapú modellt futtatunk, egy nagy teljesítményű, dedikált grafikus kártyára (GPU) van szükség (egy NVIDIA RTX 4070-hez vagy újabbhoz hasonló). Bár maga a monitor olcsó lehet, a teljes birtoklási költség jelentősen megnő a szükséges munkaállomás miatt. Ez jelenleg a piacot a prosumer és a B2B ügyfelekre korlátozza; az átlagos laptopfelhasználó kimarad, amíg ezeket a mesterséges intelligencia alapú modelleket hatékonyabban nem lehet kiszámítani dedikált NPU-k (neurális feldolgozó egységek) segítségével.

Piaci stratégiai osztályozás: Ökoszisztémák összecsapása

A térbeli számítástechnika terén dominanciáért folyó harc kellős közepén vagyunk. Az egyik oldalon ott vannak a headsetgyártók (az Apple a Vision Próval, a Meta a Questtel), akik az izoláció révén a teljes immerzióra összpontosítanak ("arcalapú számítástechnika"). A másik oldalon olyan technológiák állnak, mint az EyeReal, amelyek viselhető eszközök nélkül teszik lehetővé a társadalmi immerziót.

Gazdasági szempontból a képernyőalapú megközelítésnek döntő előnye van: az alacsony súrlódási költségek. A headset felhelyezése tudatos cselekvés, amelyet gyakran zavarónak tartanak. A képernyő egyszerűen „ott van”. Ha a technológia olyan zökkenőmentesen működik, mint ahogyan leírták, akkor az asztali munkaállomások szabványává válhat, míg a headsetek továbbra is réspiaci termékek maradnak a VR-játékokban vagy a speciális szimulációkban.

Kína stratégiailag pozicionálja magát ezzel a kutatással. Míg az Egyesült Államok (a Szilícium-völgy) uralja a headset piacot és az operációs rendszereket, Kína a kijelző hardverek fejlesztését célozza meg – egy olyan szektort, amelyben az ország már hegemón pozícióval rendelkezik gyártási kapacitásainak köszönhetően. Ha ez a technológia érvényesül, az bebetonozná Kína átalakulását a „világ műhelyéből” a „kijelzőtechnológia innovációs vezetőjévé”.

Energiafogyasztás kontra számítási teljesítmény: Miért az EyeReal a kijelzők jövője a szűk keresztmetszetek ellenére?

Az „EyeReal” több mint egy technikai kuriózum; a számítógépes fényképezés kijelzőkön való alkalmazásának erejének bizonyítéka. A fizikai komplexitás algoritmikus intelligenciával való helyettesítésével a 3D renderelés határköltsége elméletileg egy hagyományos monitor plusz egy nagy teljesítményű chip szintjére csökken.

A kockázatok azonban továbbra is fennállnak: a panelek fényelnyelése miatti magas energiafogyasztás és a számítási teljesítmény iránti kielégíthetetlen kereslet jelentik az új szűk keresztmetszeteket. Gazdasági szempontból azonban ezek a problémák megoldhatók (a chipek hatékonyabbak, a LED-ek fényesebbek), míg a lencsék és hologramok fizikai korlátai statikusak. Valószínűleg nem egy azonnali nappali forradalom küszöbén állunk, hanem inkább a professzionális munkahelyek mélységének reneszánszának küszöbén. A holofedélzet álma egy lépéssel közelebb kerül – nem az új fizika, hanem a továbbfejlesztett matematika révén.

☑️ Üzleti nyelvünk angol vagy német

☑️ ÚJ: Levelezés az Ön nemzeti nyelvén!

Konrad Wolfenstein

Szívesen szolgálok Önt és csapatomat személyes tanácsadóként.

Felveheti velem a kapcsolatot az itt található kapcsolatfelvételi űrlap kitöltésével , vagy egyszerűen hívjon a +49 89 89 674 804 (München) . Az e-mail címem: wolfenstein ∂ xpert.digital

Nagyon várom a közös projektünket.

☑️ KKV-k támogatása stratégiában, tanácsadásban, tervezésben és megvalósításban

☑️ Digitális stratégia és digitalizáció megalkotása vagy átrendezése

☑️ Nemzetközi értékesítési folyamatok bővítése, optimalizálása

☑️ Globális és digitális B2B kereskedési platformok

☑️ Úttörő üzletfejlesztés / Marketing / PR / Szakkiállítások

Profitáljon az Xpert.Digital széleskörű, ötszörös szakértelméből egy átfogó szolgáltatáscsomagban | K+F, XR, PR és digitális láthatóság optimalizálása - Kép: Xpert.Digital

Az Xpert.Digital mélyreható ismeretekkel rendelkezik a különböző iparágakról. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy személyre szabott stratégiákat dolgozzunk ki, amelyek pontosan az Ön konkrét piaci szegmensének követelményeihez és kihívásaihoz igazodnak. A piaci trendek folyamatos elemzésével és az iparági fejlemények követésével előrelátóan tudunk cselekedni és innovatív megoldásokat kínálni. A tapasztalat és a tudás ötvözésével hozzáadott értéket generálunk, és ügyfeleink számára meghatározó versenyelőnyt biztosítunk.

Bővebben itt:

• Használja ki az Xpert.Digital ötszörös szakértelmét egy csomagban – mindössze 500 €/hó áron