Файл: Progress of display performances ar, vr, qled, and oled abstract.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 111
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Progress of display performances: AR, VR, QLED, and OLEDAbstract In 2019, the device performances of the display technologies were largely advanced by the development of new materials and of the device architecture and driving scheme. The recent progress in the areas of virtual reality (VR), augmented reality (AR), quantum dot light-emitting diode (QLED), and organic light-emitting diode (OLED) is comprehensively summarized and discussed in this paper.1 Recent progress of augmented reality and virtual realityThe emerging augmented reality (AR) and virtual reality (VR) applications continue to drive the development of the near-eye display (NED) or head-mounted display (HMD) techniques. Various research and development efforts are being made to enhance the traditional performance factors of the AR and VR NEDs, such as field of view (FOV) and angular resolution. The recent researches, however, also focused on various features enabling realistic and comfortable image presentation, including vergence-accommodation conflict (VAC) mitigation, hard-edge occlusion, and vision correction. Table1 shows the features of the recently reported or commercialized NEDs.1.1. FOV and angular resolutionThe FOV of a NED is the angular size of the displayed virtual image. Generally, a large FOV is desirable to cover the FOV of the human visual system, which reaches 160 degrees when the eye rolling is considered. Although the maximum FOV of the commercialized VR NED is about 170 degrees, which is achieved by using double display devices, the typical FOV of the commercialized VR NED is limited to 110 degrees. The effort to enhance the FOV for the VR NEDs is usually focused on the development of new lens optics. In the case of the AR NEDs, the FOV is further limited due to the requirement of the transparent image combiner. The typical FOV of the commercially available AR NEDs is about 50 degrees. The recently reported work for enhancing the FOV of the AR NEDs included the use of polarization-dependent grating. The use of the geometric-phase (GP) lens has also been reported to achieve over 80 degrees FOV by enabling transmission-type configuration. The angular resolution of a NED is defined by the number of pixels in a unit degree. The direct approach to enhancing the angular resolution is to increase the pixel density of the display panel. The trade-off relationship between the FOV and the angular resolution, however, makes it difficult to achieve a wide FOV and a high angular resolution simultaneously at a given pixel density of the display panel. A notable research work in 2019 reported the foveated displays. Motivated by the different angular resolution of the human visual system in the central vision (around 60 pixels per degree) and the peripheral vision (around 30 pixels per degree), the foveated displays present high-angular-resolution images only within the eye gaze area while maintaining a low angular resolution in the peripheral area, reducing the total system resolution requirement. Several techniques have been reported in 2019 to achieve the foveated image presentation and dynamic change of the foveated area according to the tracked eye gaze direction, which are summarized in Table2.1.2. Focal cueThe usual AR and VR NEDs optically form virtual image sat a fixed distance while the distance perceived by the user is varied by the disparity in the stereoscopic image pair presented to the two eyes. The difference between the optical and perceived distances causes the VAC, which hinders natural and comfortable viewing in both AR and VR applications. In the AR case, the different focal blur between the real objects and the virtual images also deteriorates the AR experience. VAC mitigation has been an active research field in academia for a decade. Since recently, however, industry has also been making considerable efforts to develop practical solutions for VAC. Various techniques, including the multi-plane display [28,29], varifocal display, extended-depth-of-focus display, light field display, and holographic displays, have been reported in 2019, and their features are summarized in Table3.
Прогресс в области дисплеев: AV, VR, QLED и OLEDАннотация В 2019 году характеристики устройств дисплейных технологий были в значительной степени улучшены благодаря разработке новых материалов, архитектуры устройства и схемы управления. В данной статье всесторонне обобщаются и обсуждаются последние достижения в области виртуальной реальности (VR), дополненной реальности (AR), светодиодов с квантовыми точками (QLED) и органических светодиодов (OLED).1 Последние достижения в области дополненной реальности и виртуальной реальностиНовые приложения дополненной реальности (AR) и виртуальной реальности (VR) продолжают стимулировать развитие технологий отображения вблизи глаз (NED) или дисплея, установленного на голове (HMD). Предпринимаются различные усилия в области исследований и разработок для улучшения традиционных показателей производительности AR и VR NED, таких как поле зрения (FOV) и угловое разрешение. Однако недавние исследования также были сосредоточены на различных функциях, обеспечивающих реалистичное и комфортное представление изображения, включая смягчение конфликта вергенции и аккомодации (VAC), жесткую окклюзию и коррекцию зрения. Таблица 1 показывает характеристики недавно опубликованных или коммерциализированных NED.
Угловое разрешение NED определяется количеством пикселей в единице градуса. Прямой подход к повышению углового разрешения заключается в увеличении плотности пикселей на панели дисплея. Однако компромиссное соотношение между FOV и угловым разрешением затрудняет одновременное достижение широкого FOV и высокого углового разрешения при заданной плотности пикселей на панели дисплея. В 2019 году была проведена заметная исследовательская работа, посвященная ямчатым дисплеям. Мотивированные различием углового разрешения зрительной системы человека в центральном зрении (около 60 пикселей на градус) и периферийном зрении (около 30 пикселей на градус), ямчатые дисплеи представляют изображения с высоким угловым разрешением только в зоне взгляда, сохраняя низкое угловое разрешение в периферийной области, что снижает требования к общему разрешению системы. В 2019 году было представлено несколько методик для достижения ямчатого представления изображения и динамического изменения области в зависимости от отслеживаемого направления взгляда, которые обобщены с таблице 2.
Прогресс в области дисплеев: AV, VR, QLED и OLEDАннотация В 2019 году характеристики устройств дисплейных технологий были в значительной степени улучшены благодаря разработке новых материалов, архитектуры устройства и схемы управления. В данной статье всесторонне обобщаются и обсуждаются последние достижения в области виртуальной реальности (VR), дополненной реальности (AR), светодиодов с квантовыми точками (QLED) и органических светодиодов (OLED).1 Последние достижения в области дополненной реальности и виртуальной реальностиНовые приложения дополненной реальности (AR) и виртуальной реальности (VR) продолжают стимулировать развитие технологий отображения вблизи глаз (NED) или дисплея, установленного на голове (HMD). Предпринимаются различные усилия в области исследований и разработок для улучшения традиционных показателей производительности AR и VR NED, таких как поле зрения (FOV) и угловое разрешение. Однако недавние исследования также были сосредоточены на различных функциях, обеспечивающих реалистичное и комфортное представление изображения, включая смягчение конфликта вергенции и аккомодации (VAC), жесткую окклюзию и коррекцию зрения. Таблица 1 показывает характеристики недавно опубликованных или коммерциализированных NED.
-
FOV и угловое разрешение
Угловое разрешение NED определяется количеством пикселей в единице градуса. Прямой подход к повышению углового разрешения заключается в увеличении плотности пикселей на панели дисплея. Однако компромиссное соотношение между FOV и угловым разрешением затрудняет одновременное достижение широкого FOV и высокого углового разрешения при заданной плотности пикселей на панели дисплея. В 2019 году была проведена заметная исследовательская работа, посвященная ямчатым дисплеям. Мотивированные различием углового разрешения зрительной системы человека в центральном зрении (около 60 пикселей на градус) и периферийном зрении (около 30 пикселей на градус), ямчатые дисплеи представляют изображения с высоким угловым разрешением только в зоне взгляда, сохраняя низкое угловое разрешение в периферийной области, что снижает требования к общему разрешению системы. В 2019 году было представлено несколько методик для достижения ямчатого представления изображения и динамического изменения области в зависимости от отслеживаемого направления взгляда, которые обобщены с таблице 2.
-
Фокусный сигнал
-
Virtual reality (VR)– виртуальная реальность
-
Augmented Reality (AR) – дополненная реальность
-
QLED — это технология создания дисплеев, которая базируется на использовании квантовых точек.
-
OLED – органический светодиод
-
Near-eye display (NED) – дисплей вблизи глаз
-
head-mounted display (HMD) – надголовный дисплей
-
field of view (FOV) – поле зрения
-
angular resolution – угловое разрешение
-
vergence-accommodation conflict (VAC) – конфликт вергенции и аккомодации
-
vision correction – коррекция зрения
-
virtual image – виртуальное изображение
-
human visual system – зрительная система человека
-
degree – градус
-
eye rolling – закатывание глаз
-
effort – усилие
-
new lens optics – новая оптика объектива
-
requirement – требования
-
transparent – прозрачный
-
image combiner – объединитель изображений
-
polarization-dependent grating - поляризационно-зависимая решетка
-
geometric-phase (GP) - геометрическая фаза
-
to achieve – достигать
-
transmission-type configuration – конфигурация трансмиссионного типа
-
unit degree – градус единицы
-
to increase – увеличивать
-
pixel density – плотность пикселей
-
display panel – панель дисплея
The display panel has a viewing angle of 178 degrees and a refresh rate of 60 Hz.
-
trade-off relationship – компромиссные отношения
-
a wide – широкий
-
simultaneously- одновременно
-
central vision – центральное зрение
-
peripheral vision – периферийное зрение
-
eye gaze – пристальный взгляд
-
maintaining – поддержание
-
resolution – разрешение
-
reducing – сокращение
-
distance perceived – воспринимаемое расстояние
-
stereoscopic image- стереоскопическое изображение
-
natural and comfortable viewing – естественный и комфортный просмотр
-
applications- приложения
-
focal blur – фокусное размытие
-
deteriorates – ухудшение
-
experience – опыт
-
mitigation – смягчение
-
decade – десятилетие
-
considerable efforts- значительные усилия
-
multi-plane display- многоплоскотный дисплей
-
varifocal display – дисплей с переменным фокусным расстоянием
-
extended-depth-of-focus display – дисплей с увеличенной глубиной фокусировки
-
light field display – дисплей светового поля