Cambiamento di paradigma nell'ottica della realtà virtuale con Ultraslim 220 di Hypervision: superare la barriera dei 100 gradi

Hypervision Ultraslim 220: il Santo Graal della realtà virtuale è a portata di mano.

Il settore della realtà virtuale si trova intrappolato in un affascinante dilemma: mentre oggi teniamo tra le mani display la cui densità di pixel sfida persino l'occhio umano, nel mondo virtuale vediamo ancora solo attraverso una fessura digitale. Per oltre un decennio, il campo visivo dei visori VR convenzionali è rimasto fermo a circa 100-110 gradi. Il risultato è la famigerata "visione a tunnel", che ci ricorda costantemente che stiamo indossando degli occhiali invece di permetterci di immergerci completamente nella realtà digitale.

Ma i rigidi confini dell'ottica stanno iniziando a sgretolarsi. Sta emergendo un cambiamento di paradigma tecnologico, guidato da attori innovativi come la startup Hypervision. Con l'introduzione di nuove architetture che consentono un campo visivo fino a 220 gradi, il dogma esistente del settore – il compromesso tra compattezza e immersione – viene messo direttamente in discussione.

Questo balzo in avanti, tuttavia, è molto più di un semplice espediente tecnologico: segna una nuova era di "economia immersiva". Per la prima volta, la visione periferica, essenziale per l'orientamento umano e il senso di sicurezza, sta diventando un elemento centrale nello sviluppo hardware. Ma questo progresso ha un prezzo: dall'impennata dei costi dei materiali dovuta ai complessi sistemi multi-display alle richieste estreme di potenza di calcolo dei chipset mobili, il settore si trova ad affrontare la sua più grande prova di maturità. Ci addentriamo nel superamento della barriera dei 100 gradi e analizziamo perché il percorso verso l'illusione perfetta rimane sia un'impresa fisica che una scommessa economica.

Perché il campo visivo rappresenta il prossimo grande ostacolo economico e tecnico per l'industria dell'informatica spaziale

Il settore della realtà virtuale si trova in una fase di sviluppo paradossale, caratterizzata da una sorprendente asimmetria nell'evoluzione tecnologica. Mentre l'ultimo decennio ha visto una corsa aggressiva per densità di pixel e risoluzioni – dai display granulosi dei primi kit di sviluppo per Oculus Rift ai pannelli micro-OLED fotorealistici di Apple Vision Pro – un parametro altrettanto critico per l'immersione è rimasto sostanzialmente stagnante: il campo visivo (FOV). Lo standard del settore si è assestato intorno ai 100-110 gradi in orizzontale, un valore ben al di sotto della percezione umana naturale di oltre 200 gradi.

Questa stagnazione non è casuale, ma piuttosto il risultato di un complesso compromesso economico e fisico. Finora, un campo visivo più ampio richiedeva ottiche sproporzionatamente grandi, pesanti e costose, in aperta contraddizione con la tendenza verso visori più sottili e leggeri. Tuttavia, le recenti presentazioni di Meta e, in particolare, della startup Hypervision a UnitedXR Europe segnano un potenziale punto di svolta. Ci troviamo di fronte a una rivalutazione dell'"economia immersiva", in cui il fattore di forma non deve più necessariamente essere sacrificato in nome del campo visivo. Hypervision dimostra con la sua architettura VRDom che la fattibilità tecnologica è stata raggiunta; la vera sfida ora si sposta sulla scalabilità dei processi produttivi e sulla gestione del carico di elaborazione in crescita esponenziale.

Economia dell'immersione: strutture dei costi e aree di applicazione dell'architettura multi-display

Il progetto di riferimento "Ultraslim 220" di Hypervision rappresenta molto più di un semplice studio di fattibilità tecnica: rappresenta un radicale cambiamento rispetto alla convenzionale architettura monocanale degli attuali sistemi VR. Tecnicamente, il sistema offre un campo visivo orizzontale di 220 gradi e un campo visivo verticale di 94 gradi. Ma la vera innovazione risiede nel modo in cui questo risultato viene raggiunto e nelle conseguenti implicazioni economiche per i potenziali partner hardware.

Il design utilizza un'architettura multi-display, impiegando due microdisplay OLED 4K per occhio. Una coppia di display copre il campo visivo centrale (area foveale), dove l'acuità visiva umana è massima, mentre la seconda coppia copre il campo visivo periferico. Questa segmentazione è brillante, ma porta la distinta base (BOM) a livelli attualmente inaccessibili per il mercato consumer. I micro-OLED rimangono estremamente costosi da produrre. Mentre i pannelli LCD veloci convenzionali per visori VR costano spesso tra i 20 e i 40 dollari ciascuno, i micro-OLED di alta qualità, come quelli utilizzati da Apple, possono rapidamente arrivare a costare tra i 200 e i 300 dollari ciascuno. Un visore che richiede quattro di questi pannelli parte quindi da un prezzo base di circa 1.000 dollari per i soli display, prima di considerare i costi di ottica, processore, alloggiamento, telecamere di tracciamento o assemblaggio.

Anche la tecnica di "stitching" di Hypervision per lenti pancake, in cui due lenti vengono fuse otticamente insieme senza soluzione di continuità, presenta una sfida produttiva significativa. Nella produzione ottica, i costi non aumentano linearmente, ma esponenzialmente con la complessità della geometria e le tolleranze richieste. Una giunzione che deve essere invisibile all'utente richiede una produzione di precisione nell'ordine dei micrometri. Il fatto che il veterano del settore Christian Steiner abbia comunque notato una leggera sfocatura sulla giunzione del prototipo indica le enormi sfide nella calibrazione. Nella produzione di massa, ciò porterebbe a tassi di resa elevati, con un ulteriore aumento del prezzo finale.

Tuttavia, l'Ultraslim 220 ha un posto sicuro, anche se non nel salotto del consumatore medio. Qui vediamo il modello per la prossima generazione di simulatori ad alta fedeltà. In settori come l'addestramento dei piloti, la simulazione chirurgica o l'addestramento tattico militare, il prezzo del visore è quasi irrisorio rispetto al costo dell'hardware vero e proprio (ad esempio, le ore di volo su un jet). In questo caso, la visione periferica non è solo un "optional" per l'atmosfera, ma un aspetto fondamentale dal punto di vista funzionale. Un pilota deve essere in grado di percepire il movimento con la visione periferica; un pilota automobilistico deve percepire l'avversario accanto a sé senza voltare la testa. Per questo settore B2B e B2G (business-to-government), una densità di pixel di 48 PPD (pixel per grado) con un campo visivo di 220 gradi rappresenta un punto di svolta che giustifica investimenti di 10.000 dollari o più per unità. La riduzione del fattore di forma attraverso i piccoli micro-OLED consente inoltre la costruzione di simulatori che possono essere utilizzati in modo ergonomico per periodi di tempo più lunghi, il che aumenta direttamente l'efficienza dell'allenamento.

Compromesso strategico: maturità del mercato attraverso tecnologie di oscuramento locale

Mentre l'Ultraslim 220 rappresenta l'avanguardia tecnologica, il design di riferimento "PanoVR1" è la risposta economicamente razionale alla domanda su come un ampio campo visivo possa raggiungere il mercato di massa entro i prossimi 24 mesi. Hypervision sta deliberatamente facendo un passo indietro dal punto di vista tecnologico a favore di convenienza e producibilità, un approccio classico nella strategia di prodotto ("ottimizzazione dei costi delle funzionalità").

Invece dei costosi micro-OLED, il PanoVR1 utilizza pannelli LCD 2.7K di TCL. Il fattore cruciale qui è l'integrazione del local dimming. Gli LCD tradizionali soffrono del problema della "foschia grigia" perché la retroilluminazione è sempre attiva e non riesce a visualizzare il nero vero. Gli OLED, d'altra parte, sono autoilluminanti (ogni pixel è una sorgente luminosa) e offrono un contrasto perfetto. Il local dimming è una tecnologia ponte: una matrice di mini-LED dietro il pannello LCD può essere oscurata o spenta zona per zona. Ciò consente livelli di contrasto prossimi a quelli degli OLED, ma a una frazione del costo e con una catena di fornitura consolidata e solida.

Da una prospettiva strategica, questo design posiziona un potenziale prodotto finale in una nicchia di mercato molto interessante. Con un campo visivo orizzontale di 160 gradi e verticale di 120 gradi, un visore di questo tipo supererebbe significativamente l'attuale punto di riferimento nel mercato consumer, il Meta Quest 3. Il Quest 3 offre una VR solida e affidabile con eccellenti lenti pancake, ma rimane ancorato al paradigma della "visione a tunnel". Un visore basato su PanoVR1 offrirebbe immediatamente agli utenti un'esperienza VR notevolmente più immersiva. L'esteso campo visivo verticale di 120 gradi è quasi più importante dell'ampiezza orizzontale, poiché consente agli utenti di guardare "dall'alto" verso gli strumenti virtuali o il proprio corpo senza dover inclinare la testa in modo innaturale: un enorme miglioramento per l'ergonomia negli ambienti di lavoro.

Sebbene la densità di pixel di 28 PPD sia inferiore ai 48 PPD del modello ultrasottile e anche leggermente inferiore alle prestazioni di picco teoriche degli attuali dispositivi di fascia alta, rappresenta il punto di equilibrio delle attuali prestazioni GPU. Una risoluzione più elevata sarebbe difficile da gestire con i chipset mobili. Hypervision sta quindi fornendo un design di riferimento specificamente progettato per la curva di prestazioni delle prossime generazioni di chip (come Snapdragon XR2+ Gen 2 o XR2 Gen 3). Il fatto che Hypervision stia collaborando con i partner per la produzione di massa indica che non stiamo parlando di pura ricerca di base, ma piuttosto di componenti che potremmo vedere in prodotti reali nella fascia di prezzo tra 800 e 1.500 euro entro la fine del 2025 o del 2026.

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Il dilemma termico e computazionale: limiti di scalabilità dei processori mobili

La discussione sugli ampi campi visivi viene spesso ridotta all'ottica, ma il vero tallone d'Achille risiede nel silicio. Un campo visivo di 220 gradi, o anche "solo" 160 gradi, impone requisiti fondamentali alla pipeline di rendering che non possono essere soddisfatti con il ridimensionamento lineare.

Raddoppiare il campo visivo non significa semplicemente raddoppiare il numero di pixel da calcolare. Poiché i display VR vengono visualizzati attraverso lenti, l'immagine sul display deve essere pre-distorta per compensare la distorsione ottica delle lenti. Più ampio è il campo visivo, più accentuata diventa questa distorsione ai bordi. Ciò significa che la GPU deve calcolare una risoluzione significativamente più alta rispetto alla risoluzione fisica del pannello, solo per visualizzare un'immagine corretta. Questo "overhead di rendering" aumenta in modo sproporzionato con campi visivi più ampi.

L'esempio del metaprototipo "Boba 3" è istruttivo in questo senso. Per alimentare un campo visivo di 180×120 gradi, era necessaria una NVIDIA RTX 5090, una scheda grafica che da sola consuma più energia e costa più di tre visori Quest 3 completi messi insieme. Questo illustra l'immenso divario tra ciò che è otticamente possibile e ciò che è termicamente ed energeticamente fattibile in un visore standalone. Un chip mobile ha un budget termico di circa 5-10 watt prima che il dispositivo diventi troppo caldo per essere indossato sul viso o che la batteria si scarichi in pochi minuti. Una GPU desktop consuma 400 watt o più.

Per i produttori di occhiali standalone, questo significa che un ampio campo visivo richiede inevitabilmente compromessi in termini di qualità grafica (complessità degli shader, illuminazione, texture). È un gioco a somma zero: è possibile renderizzare una cucina fotorealistica con un campo visivo di 100 gradi o una cucina semplicemente texturizzata con un campo visivo di 160 gradi. L'unica soluzione tecnica a questo dilemma è il cosiddetto "rendering foveato" in combinazione con un eye tracking estremamente rapido. Con questa tecnica, solo la piccola area su cui l'occhio si sta concentrando viene calcolata a piena risoluzione, mentre la periferia (ovvero, esattamente l'area che Hypervision copre con le sue lenti aggiuntive) viene visualizzata a una risoluzione estremamente bassa. L'approccio di Hypervision con due display fisicamente separati per occhio si adatta a questa logica: teoricamente, il display periferico potrebbe essere gestito a una risoluzione inferiore fin dall'inizio per risparmiare potenza di elaborazione. Tuttavia, il calore generato dai quattro display stessi e dall'elettronica del driver rimane una sfida significativa per la progettazione dell'alloggiamento.

Scenari di integrazione nel mercato europeo: il ruolo di Lynx e delle partnership OEM

L'annuncio che la startup francese Lynx presenterà un successore del suo visore R-1 già a gennaio, basato su un sistema ottico che almeno ricorda la tecnologia Hypervision, invia un segnale forte per il panorama XR europeo. Lynx si è posizionata in una nicchia trascurata dai giganti statunitensi (Meta, Apple) e dalle aziende cinesi (Pico/ByteDance): hardware aperto, conforme alla privacy e modificabile.

Il fatto che Lynx, secondo il CTO Arthur Rabner, non utilizzi esattamente il sistema PanoVR1, ma piuttosto una variante per la Realtà Mista (MR) con periferiche aperte, è una distinzione intelligente. Con un design a "periferica aperta", l'utente vede il mondo reale attorno ai bordi del visore. Questo riduce la cinetosi, poiché il cervello ha sempre un sistema di riferimento fisso, e rende parzialmente obsoleta un'immagine VR periferica generata artificialmente. Riduce significativamente i requisiti in termini di dimensioni del display e potenza di elaborazione, poiché è necessario "disegnare" meno pixel.

Tuttavia, la collaborazione tra Hypervision (Israele) e Lynx (Francia) dimostra come potrebbe emergere una supply chain alternativa che vada oltre l'Asia e la Silicon Valley. Per Hypervision, Lynx è un cliente di lancio ideale per convalidare la tecnologia. Per Lynx, la tecnologia rappresenta una proposta di vendita unica (USP) per competere con la serie Quest, dominante. Lynx non può competere sul prezzo: Meta sovvenziona il suo hardware attraverso introiti pubblicitari e commissioni dell'app store. Lynx deve competere su funzionalità che Meta, per motivi di appeal di massa, non ha (ancora) integrato. Un campo visivo significativamente più ampio è proprio una di queste caratteristiche.

Anche il modello di business di Hypervision è interessante. In qualità di fornitore di tecnologia pura (OEM) e sviluppatore di progetti di riferimento, evita l'enorme rischio di costruire un proprio marchio per il cliente finale, gestire le catene di fornitura e fornire assistenza clienti. In sostanza, stanno vendendo le pale nella corsa all'oro. In un mercato in cui persino giganti come Google e Samsung stanno vacillando con le loro strategie XR, questa è la posizione economicamente più stabile. Se PanoVR1 verrà concesso in licenza, potremmo assistere in futuro a un'ondata di visori di vari produttori (ad esempio, Asus, HP o aziende specializzate in tecnologia medica), tutti basati su questa piattaforma ottica, proprio come molti produttori di PC utilizzano le stesse CPU Intel.

L'inevitabilità della totalità

Guardando agli sviluppi a lungo termine, il lavoro di Hypervision è un precursore di quella che potrebbe essere definita "VR veridica", una realtà virtuale indistinguibile dalla realtà per il sistema visivo umano. Il campo visivo è l'ultima grande barriera che deve essere abbattuta.

L'attuale riluttanza di leader di mercato come Meta o Apple riguardo al campo visivo è puramente tattica, non ideologica. Stanno aspettando che tre sviluppi chiave convergano: micro-OLED più efficienti (che riducano costi e consumi energetici), una tecnologia delle batterie più potente e tecniche di rendering basate sull'intelligenza artificiale (come DLSS o Neural Rendering) che disaccoppiano il carico di pixel.

L'ipervisione, tuttavia, dimostra che l'ottica stessa – il sistema di lenti – non rappresenta più il collo di bottiglia. La dimostrazione che 220 gradi sono possibili in un formato compatto confuta il pregiudizio di lunga data secondo cui gli occhiali con campo visivo elevato debbano inevitabilmente assomigliare a giganteschi "squali martello" (come i modelli Pimax). Il design si avvicina al viso, riducendo la leva e aumentando il comfort.

Per i consumatori, questo significa che assisteremo a una frammentazione del mercato nei prossimi tre-cinque anni. Da un lato, ci saranno occhiali ultra-mobili e leggeri in un formato simile a quello degli occhiali (come Bigscreen Beyond o i prossimi prodotti Apple) che si concentrano sulla nitidezza al centro (per lavoro e film). Dall'altro, ci saranno mostri immersivi per giochi e simulazioni che utilizzano tecnologie come Ultraslim 220 per creare isolamento e immersione totali. L'approccio "taglia unica" attualmente perseguito da Quest sarà sottoposto a crescenti pressioni, poiché la specializzazione hardware può servire meglio applicazioni specifiche (produttività vs. immersione). L'ipervisione, con i suoi progetti di riferimento, ha spalancato le porte a questo futuro specializzato e ad alte prestazioni.

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