Wyświetlacz „EyeReal”: technologia sztucznej inteligencji sprawia, że ​​okulary 3D stają się przestarzałe – Jak Chiny planują złamać trzeci wymiar za pomocą standardowego sprzętu

Koniec płaskiego świata: Naukowcy rozwiązali największy problem w historii wyświetlaczy

Czy pamiętasz szum wokół telewizorów 3D na początku lat 2010? To była era po „Avatarze”, kiedy branża obiecywała wprowadzić kinowe wrażenia do naszych salonów. Ale rewolucja nigdy się nie zmaterializowała. Nieporęczne okulary, bóle głowy i brak treści szybko sprawiły, że technologia ta popadła w zapomnienie. Od tamtej pory technologia 3D w sektorze domowej rozrywki była uważana za martwą ziemię – lub w najlepszym razie za niszowy rynek dla zestawów słuchawkowych VR, które jednak izolują użytkownika od otoczenia.

Jednak publikacja renomowanych chińskich instytucji badawczych, w tym Uniwersytetu Fudan, w czasopiśmie „Nature” poruszenie. Ich podejście, nazwane „EyeReal”, obiecuje nic innego jak kwadraturę koła: holograficzne, krystalicznie czyste doświadczenie 3D, działające całkowicie bez okularów (autostereoskopowe) i bez egzotycznych, nieopłacalnych soczewek specjalnych.

Czy to długo oczekiwany „moment iPhone’a” dla naszych ekranów?

Niniejsza analiza przygląda się kulisom publikacji artykułu w „Nature”. Nie tylko badamy, jak sztuczna inteligencja i standardowy sprzęt są wykorzystywane do poszerzania granic fizyki, ale także stawiamy kluczowe pytania ekonomiczne: Czy model ten ma sens finansowy, jeśli koszty zostaną przeniesione z produkcji na zużycie energii elektrycznej? Czy ta technologia może konkurować z „obliczeniami przestrzennymi” Apple? I czy jesteśmy gotowi na przyszłość, w której nasz monitor będzie wymagał większej mocy obliczeniowej niż komputer?

Koniec płaskiego świata: jak sztuczna inteligencja demokratyzuje trzeci wymiar

Albo: Dlaczego ekran, jaki znamy, przeżywa największą rewolucję od czasu wynalezienia koloru.

W historii elektroniki użytkowej niewiele technologii tak często uznawano za martwe, a mimo to powracały tak uparcie, jak wyświetlacze 3D. Od czerwono-zielonych okularów anaglifowych z lat 50. XX wieku, po nieudany szum wokół telewizji 3D z początku XXI wieku, bariera zawsze była ta sama: konieczność noszenia okularów i obciążenie fizjologiczne dla użytkownika. Niedawna publikacja w czasopiśmie „Nature” chińskiego zespołu badawczego z Uniwersytetu Fudan i Szanghajskiego Laboratorium Sztucznej Inteligencji potencjalnie wyznacza punkt zwrotny w gospodarce i technologii – tzw. „moment iPhone’a” dla reprezentacji przestrzennej.

Zmiana paradygmatu: „Nowa technologia sprawia, że ​​okulary 3D stają się przestarzałe”

Ekonomiczne znaczenie technologii „EyeReal” nie polega przede wszystkim na samym wyświetlaniu treści 3D, ale na radykalnym obniżeniu kosztów krańcowych immersji. Poprzednie systemy autostereoskopowe (tj. 3D bez okularów) charakteryzowały się niezwykle wysokimi wymaganiami sprzętowymi (CAPEX). Systemy takie jak Sony Spatial Reality Display wykorzystują drogie, mikroskopijnie wytwarzane soczewki soczewkowe na panelu, aby załamywać światło. Soczewki te muszą być fizycznie idealnie laminowane na matrycy pikseli – jest to niezwykle złożony etap produkcji, który obniża wydajność w fabryce i znacząco podnosi cenę końcową.

Opisane tutaj podejście odwraca tę logikę: zamiast drogiej, specjalistycznej optyki, stosuje się „sprzęt powszechnego użytku” – czyli komponenty dostępne komercyjnie. Inteligencja systemu przenosi się z fizycznej soczewki na algorytm. System wykorzystuje standardowe stosy paneli LCD (często trzy nałożone na siebie warstwy w prototypach badawczych) do modulacji pola świetlnego czysto optycznie i cyfrowo.

Podstawową zasadą ekonomiczną jest zastąpienie sprzętu mocą obliczeniową. Zamiast inwestować w drogie linie produkcyjne specjalistycznych soczewek, obciążenie jest przenoszone na GPU (procesor graficzny) i modele AI. Ponieważ koszt mocy obliczeniowej (zgodnie z prawem Moore'a lub prawem Huanga w erze AI) spada szybciej niż koszt precyzyjnej produkcji optycznej, takie podejście ma charakter deflacyjny w dłuższej perspektywie. Umożliwia ono skalowanie na rynku masowym, co było niemożliwe w przypadku czysto fizycznych systemów soczewek.

Sztuczna inteligencja oblicza indywidualny obraz dla każdego oka (synteza obrazu) i optymalizuje pole świetlne, aby wyeliminować interferencje (efekt mory) i ghosting (nakładanie się obrazów dla lewego i prawego oka). Dzieje się to w czasie rzeczywistym z częstotliwością 50 Hz, co wymaga ogromnej mocy obliczeniowej, ale radykalnie zmniejsza barierę fizyczną dla użytkownika końcowego.

Wcześniej ograniczone możliwości: dziedzictwo historyczne i pokonanie dylematu „przepustowości przestrzeni kosmicznej”

Aby zrozumieć znaczenie tej innowacji, należy rozważyć fundamentalny problem ekonomiczny poprzednich wyświetlaczy 3D: tzw. „iloczyn przepustowości przestrzeni” (SBP). W ekonomii wyświetlaczy przepustowość (liczba pikseli) jest zasobem deficytowym.

W przypadku klasycznych wyświetlaczy automultiskopowych (takich jak Nintendo 3DS czy wczesne prototypy Philipsa) dostępna rozdzielczość ekranu jest dzielona na różne kąty widzenia przez obiektywy. Monitor 4K przeznaczony do wyświetlania 10 perspektyw jednocześnie oferuje w efekcie jedynie ułamek rozdzielczości każdej perspektywy. W rezultacie, aby uzyskać akceptowalną ostrość, trzeba było albo zaakceptować pikselowaty obraz (niska użyteczność), albo potrzebować niezwykle drogich paneli 8K lub 16K (wysoka cena). Co więcej, „sweet spot” – obszar, w którym działa efekt 3D – był niezwykle wąski. Wystarczyło, że użytkownik przesunął się o kilka centymetrów w bok, aby obraz się zepsuł.

Rozwiązania holograficzne, często nazywane „świętym Graalem”, zawodzą ekonomicznie z powodu problemów ze skalowalnością. Prawdziwa holografia wymaga modulatorów światła o rozmiarach pikseli rzędu nanometrów (porównywalnych z długością fali światła). Takie wyświetlacze można wyprodukować w laboratorium w rozmiarze znaczka pocztowego, ale koszt monitora wielkości biurka sięgnąłby milionów. Nie istnieje żaden proces przemysłowy, który pozwalałby ekonomicznie uzyskać taką gęstość pikseli na dużych powierzchniach („wydajność”).

Chińska grupa badawcza omija ten dylemat SBP poprzez dynamiczną optymalizację. Zamiast obliczać pole światła dla wszystkich możliwych pozycji w przestrzeni jednocześnie (co marnuje 99% mocy obliczeniowej, ponieważ nikt tam nie siedzi), system śledzi ruch oczu i generuje tylko pole światła, które jest dokładnie potrzebne w danym miejscu. Z ekonomicznego punktu widzenia oznacza to 10- do 100-krotny wzrost efektywności zasobu „informacji o świetle”. System dostarcza piksele „na czas” zamiast pikseli „na wszelki wypadek”.

Znajdź odpowiednią agencję Metaverse i biuro planowania, np. firmę konsultingową - Zdjęcie: Xpert.Digital

🗒️ Znajdź odpowiednią agencję Metaverse i biuro planowania, np. firmę konsultingową - wyszukaj i wyszukaj dziesięć najlepszych wskazówek dotyczących doradztwa i planowania

Więcej na ten temat tutaj:

• Eksperci w Metaverse i XR: znajdź odpowiednich partnerów

Nie jest wymagany żaden specjalny sprzęt: oddzielenie wyspecjalizowanej produkcji

Stwierdzenie „brak specjalistycznego sprzętu” należy rozważyć z większą ostrożnością. Bardziej trafne byłoby stwierdzenie: „Brak egzotycznej technologii produkcji”. Jak opisano w badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nature, system często wykorzystuje stosy dostępnych komercyjnie paneli LCD. Panele te są produkowane masowo i dostępne w najniższych cenach w Chinach (wiodącym światowym producencie wyświetlaczy LCD).

Konsekwencje ekonomiczne są ogromne: bariera wejścia dla producentów wyświetlaczy maleje. Firmy takie jak BOE czy TCL nie muszą już budować nowych fabryk, aby przyklejać soczewki do szkła. Mogą wykorzystać istniejące linie produkcyjne i po prostu montować panele w nowej obudowie („stacking”). Komponent tworzenia wartości przesuwa się radykalnie z komponentu sprzętowego (panelu) na komponent programowy (algorytm sztucznej inteligencji i sterowniki).

Eyetracking jest dziś powszechny. Proste kamery internetowe i wydajne sieci neuronowe potrafią określić położenie głowy w milisekundach. Kąt widzenia powyżej 100° ma kluczowe znaczenie dla społecznej akceptacji produktu. Wcześniejsze wyświetlacze zmuszały użytkowników do trzymania sztywnej postawy (efekt „głowy w wizjerze”). Kąt 100° pozwala na naturalny ruch przy biurku.

Otwiera to rynek dla profesjonalnych zastosowań wykraczających poza czystą rozrywkę:

1. Medycyna: Chirurdzy mogą oglądać tomografię komputerową w trzech wymiarach bez konieczności noszenia sterylnych okularów.
2. CAD/Projektowanie: Inżynierowie mogą oglądać komponenty trójwymiarowo, co zmniejsza ryzyko błędów przy interpretacji planów 2D jako obiektów 3D (oszczędność kosztów prototypowania).
3. Praca zdalna: Wideokonferencje z prawdziwą głębią („teleobecność”) mogą zmniejszyć zmęczenie poznawcze („zmęczenie zoomem”), ponieważ mózg przetwarza sygnały przestrzenne w sposób bardziej naturalny niż płaskie obrazy.

Ukryte koszty: energia, moc obliczeniowa i pułapka jasności

Pomimo euforii, obiektywna analiza nie może ignorować negatywnych efektów zewnętrznych i ukrytych kosztów. Chociaż podejście „EyeReal” jest tańsze w zakupie pod względem sprzętu, przenosi koszty operacyjne (OPEX).

Po pierwsze: Nieefektywność energetyczna.
W przypadku układania wielu paneli LCD jeden na drugim, jak w wielu tego typu rozwiązaniach badawczych, ich transmisja światła znacznie wzrasta. Standardowy wyświetlacz LCD często przepuszcza tylko 5–10% światła podświetlenia (z powodu filtrów polaryzacyjnych, filtrów barwnych i matrycy ciekłokrystalicznej). Ułożenie trzech takich paneli jeden na drugim zmniejsza transmisję do tysięcy części. Aby nadal uzyskać jasny obraz, podświetlenie musi świecić z ekstremalnie wysoką intensywnością. Prowadzi to do znacznego wzrostu zużycia energii i wytwarzania znacznej ilości ciepła. Monitor „EyeReal” mógłby zużywać wielokrotnie więcej energii niż ekran OLED podczas pracy. W dobie rosnących cen energii i rygorystycznych przepisów UE dotyczących ekoprojektu stanowi to istotną barierę rynkową.

Po drugie: „ukryty podatek obliczeniowy”.
Obietnica „standardowego monitora” ukrywa fakt, że urządzenie źródłowe (komputer) musi być czymś więcej niż standardem. Aby renderować dwie perspektywy w rozdzielczości Full HD z częstotliwością odświeżania 50 Hz, jednocześnie uruchamiając model sztucznej inteligencji (AI) do optymalizacji pola świetlnego w czasie rzeczywistym, wymagana jest wydajna, dedykowana karta graficzna (GPU) (porównywalna z kartą NVIDIA RTX 4070 lub nowszą). Chociaż sam monitor może być niedrogi, całkowity koszt posiadania znacznie wzrasta ze względu na konieczność posiadania stacji roboczej. Obecnie ogranicza to rynek do prosumentów i klientów B2B; przeciętny użytkownik laptopa pozostaje na uboczu, dopóki te modele AI nie będą mogły być obliczane wydajniej za pomocą dedykowanych jednostek przetwarzania neuronowego (NPU).

Klasyfikacja strategii rynkowych: Zderzenie ekosystemów

Jesteśmy w trakcie walki o dominację w dziedzinie obliczeń przestrzennych. Po jednej stronie są producenci zestawów słuchawkowych (Apple z Vision Pro, Meta z Quest), którzy koncentrują się na całkowitej immersji poprzez izolację („face computing”). Po drugiej stronie są technologie takie jak EyeReal, które umożliwiają immersję społeczną bez urządzeń noszonych.

Z ekonomicznego punktu widzenia podejście oparte na ekranie ma decydującą przewagę: niskie koszty tarcia. Zakładanie zestawu słuchawkowego to świadoma czynność, często postrzegana jako uciążliwa. Ekran po prostu „jest”. Jeśli technologia będzie działać tak płynnie, jak opisano, może stać się standardem dla stacjonarnych stacji roboczych, podczas gdy zestawy słuchawkowe pozostaną niszowymi produktami do gier VR lub wysoce wyspecjalizowanych symulacji.

Chiny pozycjonują się strategicznie dzięki tym badaniom. Podczas gdy Stany Zjednoczone (Dolina Krzemowa) dominują na rynku zestawów słuchawkowych i systemów operacyjnych, Chiny koncentrują się na rozwoju sprzętu wyświetlającego – sektorze, w którym kraj ten już zajmuje dominującą pozycję dzięki swoim możliwościom produkcyjnym. Jeśli ta technologia się utrzyma, umocni to transformację Chin z „światowego warsztatu” w „lidera innowacji w technologii wyświetlania”.

Zużycie energii a moc obliczeniowa: dlaczego EyeReal jest przyszłością wyświetlaczy pomimo wąskich gardeł

„EyeReal” to coś więcej niż techniczna ciekawostka; to dowód na potęgę fotografii obliczeniowej zastosowanej w wyświetlaczach. Zastępując złożoność fizyczną inteligencją algorytmiczną, koszt krańcowy renderowania 3D teoretycznie spada do poziomu standardowego monitora i wydajnego procesora.

Zagrożenia jednak pozostają: wysokie zużycie energii wynikające z absorpcji światła przez stosy paneli i nienasycone zapotrzebowanie na moc obliczeniową to nowe wąskie gardła. Jednak z ekonomicznego punktu widzenia problemy te są możliwe do rozwiązania (chipy stają się coraz bardziej wydajne, diody LED jaśniejsze), podczas gdy fizyczne ograniczenia soczewek i hologramów pozostają niezmienne. Prawdopodobnie nie stoimy u progu natychmiastowej rewolucji w salonie, a raczej renesansu głębi w profesjonalnym miejscu pracy. Marzenie o holodeku jest coraz bliższe – nie dzięki nowej fizyce, ale dzięki ulepszonej matematyce.

☑️Naszym językiem biznesowym jest angielski lub niemiecki

☑️ NOWOŚĆ: Korespondencja w Twoim języku narodowym!

Konrad Wolfenstein

Chętnie będę służyć Tobie i mojemu zespołowi jako osobisty doradca.

Możesz się ze mną skontaktować wypełniając formularz kontaktowy lub po prostu dzwoniąc pod numer +49 89 89 674 804 (Monachium) . Mój adres e-mail to: wolfenstein ∂ xpert.digital

Nie mogę się doczekać naszego wspólnego projektu.

☑️ Wsparcie MŚP w zakresie strategii, doradztwa, planowania i wdrażania

☑️ Stworzenie lub dostosowanie strategii cyfrowej i cyfryzacji

☑️Rozbudowa i optymalizacja procesów sprzedaży międzynarodowej

☑️ Globalne i cyfrowe platformy handlowe B2B

☑️ Pionierski rozwój biznesu / marketing / PR / targi

Skorzystaj z bogatej, pięciokrotnej wiedzy specjalistycznej Xpert.Digital w ramach kompleksowego pakietu usług | Badania i rozwój, XR, PR i optymalizacja widoczności cyfrowej — Zdjęcie: Xpert.Digital

Xpert.Digital posiada dogłębną wiedzę na temat różnych branż. Dzięki temu możemy opracowywać strategie „szyte na miarę”, które są dokładnie dopasowane do wymagań i wyzwań konkretnego segmentu rynku. Dzięki ciągłej analizie trendów rynkowych i śledzeniu rozwoju branży możemy działać dalekowzrocznie i oferować innowacyjne rozwiązania. Dzięki połączeniu doświadczenia i wiedzy generujemy wartość dodaną i dajemy naszym klientom zdecydowaną przewagę konkurencyjną.

Więcej na ten temat tutaj:

• Wykorzystaj 5-krotną wiedzę Xpert.Digital w jednym pakiecie – już od 500 €/miesiąc