Дисплей «EyeReal»: технологія штучного інтелекту робить 3D-окуляри застарілими – Як Китай планує зламати третій вимір за допомогою стандартного обладнання

Кінець плоского світу: дослідники вирішують найбільшу проблему в історії дисплеїв

Пам'ятаєте ажіотаж навколо 3D-телевізорів на початку 2010-х? Це була епоха після «Аватара», коли індустрія обіцяла принести кінематографічний досвід у наші вітальні. Але революція так і не відбулася. Громіздкі окуляри, головний біль та брак контенту швидко призвели до того, що ця технологія пішла в забуття. Відтоді 3D у секторі домашніх розваг вважається мертвою землею — або, в кращому випадку, нішевим ринком для VR-гарнітур, які, однак, ізолюють користувача від оточення.

Але тепер публікація відомих китайських дослідницьких установ, зокрема Університету Фуданя, у журналі «Nature» ажіотаж. Їхній підхід під назвою «EyeReal» обіцяє не що інше, як квадратуру кола: голографічний, кришталево чистий 3D-досвід, який працює повністю без окулярів (автостереоскопічний) та без екзотичних, недоступних спеціальних лінз.

Чи це довгоочікуваний «момент iPhone» для наших екранів?

Цей аналіз зазирає за лаштунки публікації статті в журналі «Nature». Ми не лише розглядаємо, як штучний інтелект та стандартне обладнання використовуються для розширення меж фізики, але й ставимо ключові економічні питання: чи має модель фінансовий сенс, якщо витрати перекласти з виробництва на споживання електроенергії? Чи може ця технологія конкурувати з «просторовими обчисленнями» Apple? І чи готові ми до майбутнього, де наш монітор потребуватиме більшої обчислювальної потужності, ніж наш комп’ютер?

Кінець плоского світу: Як штучний інтелект демократизує третій вимір

Або: Чому екран, яким ми його знаємо, стикається з найбільшою зміною з часів появи кольору.

В історії побутової електроніки мало які технології так часто оголошували мертвими, але так вперто поверталися, як 3D-дисплей. Від анагліфічних червоно-зелених окулярів 1950-х років до невдалого ажіотажу навколо 3D-телевізорів на початку 2010-х років, перешкода завжди була однією і тією ж: необхідність носіння окулярів та фізіологічне навантаження на користувача. Нещодавня публікація в журналі Nature китайської дослідницької групи з Фуданського університету та Шанхайської лабораторії штучного інтелекту потенційно знаменує собою економічний та технологічний поворотний момент — так званий «момент iPhone» для просторового представлення.

Зміна парадигми: «Нові технології роблять 3D-окуляри застарілими»

Економічне значення «EyeReal» полягає не лише в самому відображенні 3D-контенту, а й у радикальному зниженні граничних витрат на занурення. Попередні автостереоскопічні системи (тобто 3D без окулярів) характеризувалися надзвичайно високими вимогами до обладнання (CAPEX). Такі системи, як Sony Spatial Reality Display, використовують дорогі, мікроскопічно виготовлені лентикулярні лінзи на панелі для заломлення світла. Ці лінзи повинні бути фізично ідеально ламіновані на піксельну матрицю – це дуже складний етап виробництва, який знижує вихід продукції на заводі та значно збільшує кінцеву ціну.

Описаний тут підхід змінює цю логіку: замість дорогої спеціалізованої оптики використовується «стандартне обладнання» – тобто комерційно доступні компоненти. Інтелект системи переходить від фізичної лінзи до алгоритму. Система використовує стандартні стеки РК-панелей (часто три накладені шари в дослідницьких прототипах) для модуляції світлового поля виключно оптично та цифровим способом.

Основний економічний принцип полягає в заміні апаратного забезпечення обчислювальними ресурсами. Замість інвестування в дорогі виробничі лінії для спеціалізованих об'єктивів, навантаження перекладається на графічний процесор (GPU) та моделі штучного інтелекту. Оскільки вартість обчислювальної потужності (згідно із законом Мура або законом Хуанга в епоху штучного інтелекту) має тенденцію падати швидше, ніж вартість точного оптичного виробництва, такий підхід є дефляційним у довгостроковій перспективі. Він дозволяє масштабуватися на масовому ринку, що залишалося неможливим для суто фізичних систем об'єктивів.

Штучний інтелект розраховує окреме зображення для кожного ока (синтез зображення) та оптимізує світлове поле, щоб усунути інтерференційні візерунки (ефекти муару) та ореоли (перекриття зображень для лівого та правого ока). Це відбувається в режимі реального часу з частотою 50 Гц, що вимагає величезної обчислювальної потужності, але різко зменшує фізичний бар'єр для кінцевого користувача.

Раніше обмежені можливості: історична спадщина та подолання дилеми «пропускної здатності простору»

Щоб зрозуміти значення цієї інновації, слід врахувати фундаментальну економічну проблему попередніх 3D-дисплеїв: так званий «продукт пропускної здатності простору» (SBP). В економіці дисплеїв пропускна здатність (кількість пікселів) є дефіцитним ресурсом.

У класичних автомультископічних дисплеях (таких як Nintendo 3DS або ранні прототипи Philips) доступна роздільна здатність екрана розділяється на різні кути огляду за допомогою лінз. Монітор 4K, призначений для одночасного відображення 10 перспектив, ефективно пропонує лише частину роздільної здатності на перспективу. Результатом став економічно непривабливий компроміс: або приймається пікселізоване зображення (низька корисність), або для досягнення прийнятної різкості потрібні надзвичайно дорогі панелі 8K або 16K (висока ціна). Крім того, «золота зона» — область, в якій працює 3D-ефект — була надзвичайно вузькою. Якби користувач рухався лише на кілька сантиметрів убік, зображення розпадалося б.

Голографічні підходи, які часто називають «святим Граалем», економічно не виправдовують себе через проблеми масштабованості. Справжня голографія вимагає модуляторів світла з розмірами пікселів у нанометровому діапазоні (порівнянному з довжиною хвилі світла). Такі дисплеї можна виготовляти в лабораторії розміром з поштову марку, але вартість монітора розміром з настільний комп'ютер сягатиме мільйонів. Не існує жодного промислового процесу, який би міг економічно забезпечити таку щільність пікселів на великих поверхнях («вихід»).

Китайська дослідницька група обходить цю дилему SBP за допомогою динамічної оптимізації. Замість одночасного обчислення світлового поля для всіх можливих положень у просторі (що витрачає 99% обчислювальної потужності, оскільки там нікого немає), система відстежує очі та генерує лише те світлове поле, яке саме потрібне в цьому місці. З економічної точки зору, це являє собою 10-100-кратне збільшення ефективності ресурсу «світлова інформація». Система надає пікселі «точно вчасно» замість пікселів «на всякий випадок».

🗒 Знайдіть правильне мета -вірш -агентство та офіс планування, як консалтингова фірма - пошук та бажання десятки порад щодо консультацій та планування

Детальніше про це тут:

• Експерти з Metavers та XR: Знайдіть потрібних партнерів

Не потрібне спеціальне обладнання: Розділення спеціалізованого виробництва

Твердження «без спеціального обладнання» потребує ретельнішого розгляду. Точнішим твердженням було б: «Без екзотичних технологій виробництва». Як описано в дослідженні Nature, система часто використовує стеки комерційно доступних РК-панелей. Ці панелі масово виробляються та доступні за надзвичайно низькими цінами в Китаї (провідному світовому виробнику РК-дисплеїв).

Економічні наслідки величезні: бар'єр входу для виробників дисплеїв зменшується. Таким компаніям, як BOE або TCL, більше не потрібно будувати нові заводи для приклеювання лінз до скла. Вони можуть використовувати існуючі виробничі лінії та просто збирати панелі в новому корпусі («стекування»). Компонент створення цінності різко зміщується з апаратного компонента (панель) на програмний компонент (алгоритм штучного інтелекту та драйвери).

Відстеження погляду зараз є звичним явищем. Прості веб-камери та ефективні нейронні мережі можуть визначати положення голови за мілісекунди. Кут огляду понад 100° має вирішальне значення для соціального сприйняття продукту. Раніше дисплеї змушували користувачів приймати жорстку позу (ефект «голова в кадрі»). Кут 100° забезпечує природний рух за столом.

Це відкриває ринок для професійних застосувань, що виходять за рамки суто розваг:

1. Медицина: Хірурги можуть переглядати комп'ютерні томографії у трьох вимірах без необхідності носити стерильні окуляри.
2. САПР/Проектування: Інженери можуть бачити компоненти у тривимірному вигляді, що зменшує рівень помилок під час інтерпретації 2D-планів як 3D-об'єктів (економія коштів на прототипуванні).
3. Дистанційна робота: Відеоконференції зі справжньою глибиною («телеприсутність») можуть зменшити когнітивну втому («втому від масштабування»), оскільки мозок обробляє просторові сигнали природніше, ніж плоскі зображення.

Приховані витрати: енергія, обчислювальні ресурси та пастка яскравості

Незважаючи на ейфорію, об'єктивний аналіз не може ігнорувати негативні зовнішні ефекти та приховані витрати. Хоча підхід "EyeReal" дешевший у придбанні з точки зору обладнання, він перекладає витрати на експлуатацію (OPEX).

По-перше: неефективність використання енергії.
Коли кілька РК-панелей об'єднані одна в одну, як у багатьох із цих дослідницьких установок, їхнє світлопропускання значно зростає. Стандартний РК-дисплей часто пропускає лише 5–10% світла підсвічування (завдяки поляризаційним фільтрам, кольоровим фільтрам та рідкокристалічній матриці). Об'єднання трьох таких панелей зменшує світлопропускання до тисячних частин. Щоб зображення залишалося яскравим, підсвічування має світитися з надзвичайно високою інтенсивністю. Це призводить до значного збільшення споживання енергії та значного виділення тепла. Монітор «EyeReal» може споживати у багато разів більше енергії, ніж OLED-екран, під час роботи. В епоху зростання цін на енергоносії та суворих правил екодизайну ЄС це є суттєвим ринковим бар'єром.

По-друге: «прихований обчислювальний податок».
Обіцянка «стандартного монітора» приховує той факт, що вихідний пристрій (ПК) має бути чим завгодно, тільки не стандартним. Для відображення двох перспектив у форматі Full HD з частотою 50 Гц та одночасного запуску моделі штучного інтелекту для оптимізації світлового поля в реальному часі потрібна потужна спеціалізована відеокарта (GPU) (порівнянна з NVIDIA RTX 4070 або вище). Хоча сам монітор може бути недорогим, загальна вартість володіння значно зростає через необхідну робочу станцію. Наразі це обмежує ринок просьюмерами та клієнтами B2B; пересічний користувач ноутбука залишається осторонь, доки ці моделі штучного інтелекту не будуть розраховані більш ефективно за допомогою спеціалізованих нейронних процесорів (NPU).

Класифікація ринкової стратегії: Зіткнення екосистем

Ми перебуваємо в розпалі боротьби за домінування в просторових обчисленнях. З одного боку, виробники гарнітур (Apple з Vision Pro, Meta з Quest), які зосереджуються на повному зануренні через ізоляцію («обчислення обличчя»). З іншого боку, такі технології, як EyeReal, які дозволяють занурюватися в соціальне середовище без використання носимих пристроїв.

З економічної точки зору, підхід на основі екранів має вирішальну перевагу: низькі витрати на тертя. Одягання гарнітури – це свідома дія, яку часто сприймають як обтяжливу. Екран просто «є». Якщо технологія працюватиме так бездоганно, як описано, вона може стати стандартом для настільних робочих станцій, тоді як гарнітури залишаться нішевими продуктами для VR-ігор або вузькоспеціалізованих симуляцій.

Китай позиціонує себе стратегічно за допомогою цього дослідження. У той час як США (Силіконова долина) домінують на ринку гарнітур та їхніх операційних систем, Китай зосереджується на еволюції дисплейного обладнання – секторі, в якому країна вже займає гегемоністську позицію завдяки своїм виробничим потужностям. Якщо ця технологія переможе, це закріпить перетворення Китаю з «світової майстерні» на «лідера інновацій у технології дисплеїв».

Споживання енергії проти обчислювальної потужності: чому EyeReal — це майбутнє дисплеїв, незважаючи на вузькі місця

«EyeReal» — це більше, ніж технічний курйоз; це доказ потужності обчислювальної фотографії, застосованої до дисплеїв. Замінивши фізичну складність алгоритмічним інтелектом, гранична вартість 3D-рендерингу теоретично знижується до рівня стандартного монітора та потужного чіпа.

Однак ризики залишаються: високе споживання енергії через поглинання світла стеками панелей та ненаситний попит на обчислювальну потужність є новими вузькими місцями. Але з економічної точки зору ці проблеми можна вирішити (чіпи стають ефективнішими, світлодіоди яскравішими), тоді як фізичні обмеження лінз та голограм залишаються статичними. Ми, ймовірно, не на порозі негайної революції у вітальні, а радше відродження глибини на професійному робочому місці. Мрія про голодек наближається на крок – не завдяки новій фізиці, а завдяки вдосконаленню математики.

☑ Наша ділова мова - англійська чи німецька

☑ Нове: листування на вашій національній мові!

 

Я радий бути доступним вам та моїй команді як особистого консультанта.

Ви можете зв’язатися зі мною, заповнивши тут контактну форму або просто зателефонуйте мені за номером +49 89 674 804 (Мюнхен) . Моя електронна адреса: Вольфенштейн ∂ xpert.digital

Я з нетерпінням чекаю нашого спільного проекту.

 

 

☑ Підтримка МСП у стратегії, порадах, плануванні та впровадженні

☑ Створення або перестановка цифрової стратегії та оцифрування

☑ Розширення та оптимізація міжнародних процесів продажів

☑ Глобальні та цифрові торгові платформи B2B

☑ Піонерський розвиток бізнесу / маркетинг / PR / Мір

Xpert.digital має глибокі знання в різних галузях. Це дозволяє нам розробити кравці, розроблені стратегії, пристосовані до вимог та проблем вашого конкретного сегменту ринку. Постійно аналізуючи тенденції на ринку та здійснюючи розвиток галузі, ми можемо діяти з передбаченням та пропонувати інноваційні рішення. З поєднанням досвіду та знань ми створюємо додаткову цінність та надаємо своїм клієнтам вирішальну конкурентну перевагу.

Детальніше про це тут:

• Використовуйте 5 -разову компетентність xpert.digital в одній упаковці - від 500 € на місяць