Met meer dan tien miljoen geleverde Quest 2-headsets is Meta verreweg de grootste speler op de markt voor VR-brillen. Het voormalige Facebook ziet een toekomst voor zich waar het dragen van een VR- of AR-headset de gewoonste zaak van de wereld is en mensen veel tijd spenderen in de metaverse. Het bedrijf gelooft daar zo sterk in dat het vorig jaar zelfs zijn naam veranderde in Meta.
De Display Systems Research-afdeling van het bedrijf werkt aan schermtechnieken voor de 'volgende generatie beeldschermen' voor virtual en augmented reality. Meta-ceo Mark Zuckerberg en zijn onderzoeksteams presenteerden onlangs aan de pers de vorderingen die daarmee zijn gemaakt en demonstreerden een werkend prototype van een zeer compacte VR-bril.
:strip_exif()/i/2005176260.jpeg?f=imagegallery)
Holocake 2
Het prototype van die compacte VR-headset krijgt de naam Holocake 2 en die werkt volgens Zuckerberg met alle bestaande VR-toepassingen voor pc's. Technische details zoals de resolutie noemt Meta niet, maar de werking en kwaliteit zouden vergelijkbaar zijn met die van de Quest 2. In tegenstelling tot die headset, heeft de Holocake 2 echter geen ingebouwde hardware om games en software te draaien.
Het dunne ontwerp is mogelijk door gebruik te maken van holografische optica. In plaats van fysieke lenzen, worden folies met hologrammen gebruikt. Daarmee worden driedimensionale fysieke lenselementen nagebootst in een plat vlak. Door daar met een laser in te schijnen, gedraagt de holografische optica zich hetzelfde als reguliere lenselementen. Meta experimenteert al jaren met de techniek. Facebook Research publiceerde bijvoorbeeld in 2020 al een artikel over holografische optica.
:strip_exif()/i/2005176262.jpeg?f=imagegallery)
Alleen het gebruik van holografische optica maakt een headset nog niet heel dun. Met het simuleren van reguliere lenzen zou er net als bij huidige VR-headsets veel lege ruimte tussen het scherm en de optica moeten zitten. Daarom gebruikt Meta polarization-based optical folding voor het holografische lensontwerp. Dat is dezelfde techniek die wordt toegepast bij de zogenoemde pancakeobjectieven voor camera's. Daarin wordt met polarisatie licht heen en weer gereflecteerd tussen lensoppervlakken, zodat het een relatief lange afstand kan afleggen in een dun ontwerp.
:strip_exif()/i/2005176264.jpeg?f=imagegallery)
Hoewel Meta de techniek in huis heeft om de Holocake 2 te maken, blijven dergelijke dunne VR-headsets voorlopig buiten het bereik van consumenten, zegt Michael Abrash, hoofdonderzoeker van Reality Labs. De techniek werkt met specialistische lasers in plaats van leds en die maken het product momenteel niet levensvatbaar voor de consumentenmarkt. Volgens Abrash is er nog geen geschikte laserlichtbron die kostenefficiënt en veilig genoeg is voor een consumentenproduct. Mocht een dergelijke lichtbron wel beschikbaar komen, dan zou het volgens Meta mogelijk zijn om VR-brillen 'met het formaat van een zonnebril' op de markt te brengen.
Visuele turingtest
Meta ziet 'de metaverse' als een 'opvolger van het internet'. Om die toekomstvisie waar te maken, zijn geavanceerde VR- en AR-brillen nodig. Volgens Zuckerberg is het doel van het bedrijf om headsets te maken die de 'visuele turingtest' doorstaan.
Die term is bedacht door Meta en die test zou slagen als gebruikers dingen die ze in een headset zien als echt ervaren. Huidige headsets zijn nog lang niet op dat niveau, benadrukt Zuckerberg. Om omgevingen, personen en objecten levensecht weer te geven in VR of AR, is een hogere resolutie nodig dan huidige headsets bieden, maar dat is volgens Zuckerberg slechts een van de uitdagingen die moet worden overwonnen.
Een probleem met huidige headsets is dat die fixed focus zijn. Gebruikers kunnen niet hun ogen scherpstellen op objecten dichtbij. Daardoor worden voorwerpen dichtbij wazig weergegeven en dat levert vermoeide ogen op. Ook de vervorming die optreedt door het gebruik van lenzen in headsets, breekt de immersie. Daarnaast is de helderheid van huidige VR-brillen veel te laag om hdr weer te kunnen geven, terwijl dat juist nodig is om de helderheidsverschillen in de echte wereld goed te kunnen nabootsen.
Meta's afdelingen Display Systems Research en Reality Labs Research werken al jaren aan prototypes die deze verschillende problemen proberen op te lossen. Die hebben namen als Half Dome, Butterscotch en Starburst en zijn allemaal gericht op een specifieke eigenschap.
:strip_exif()/i/2005176266.jpeg?f=imagegallery)
Butterscotch: hoge resolutie
Om ervoor te zorgen dat gebruikers geen pixels meer zien in headsets, moet de pixeldichtheid flink omhoog en daarvoor zijn schermpjes met een hogere resolutie nodig. Aangenomen wordt dat het menselijk oog zo'n 60 pixels per graad kan waarnemen. Dat is ongeveer drie keer zoveel als nu mogelijk is met VR-headsets voor consumenten. Meta's Quest 2 heeft een resolutie van 21 pixels per graad.
Meta heeft een prototype genaamd Butterscotch gemaakt met een resolutie van 55 pixels per graad. Dit prototype ziet eruit als een Quest 2, maar heeft een resolutie die 2,5 keer zo hoog is. Ook heeft Meta nieuwe lenzen ontwikkeld voor dit prototype, die optisch goed genoeg zijn om de hoge resolutie weer te kunnen geven. De beeldhoek van dit prototype is echter maar ongeveer de helft van die van de Quest 2. Volgens Meta zijn er geen nog schermpjes beschikbaar die de hoge resolutie met een grote beeldhoek kunnen combineren.
:strip_exif()/i/2005176268.jpeg?f=imagegallery)
Starburst: hdr
Huidige VR-headsets kunnen geen hdr weergeven. Het scherm in de Quest 2 haalt bijvoorbeeld een helderheid van maximaal 100cd/m² en dat is veel te weinig voor hdr-weergave. Om dat mogelijk te maken moet de helderheid significant omhoog. Meta heeft daarvoor een 'enorm onpraktisch' prototype gemaakt, waarbij er een grote lamp achter het lcd van de headset is geplaatst.
Dit Starburst-prototype is vanwege de afmetingen en het gewicht totaal niet geschikt voor normaal gebruik, maar Meta gebruikt het prototype als een 'test bed voor onderzoek'. Concrete oplossingen voor het mogelijk maken van hdr-weergave in headsets heeft Meta nog niet.
:strip_exif()/i/2005176270.jpeg?f=imagegallery)
Half Dome: variabele focus
Variabele focus is iets waar Meta veel verder mee is. Die techniek maakt het mogelijk om je ogen scherp te stellen op verschillende afstanden in het beeld. Bij huidige VR-headsets kijken gebruikers door lenzen met een vaste focusafstand. Die is afgesteld op ongeveer anderhalve meter, wat ervoor zorgt dat het overgrote deel van het virtuele beeld scherp is. Als virtuele objecten te dichtbij komen, levert dat echter problemen op. Je ogen proberen te focussen, maar omdat je door een lens met een vaste focusafstand kijkt, kan dat niet. Dat resulteert in conflicterende signalen in het brein en objecten dichtbij zien er niet scherp uit.
Toen Meta, destijds nog Oculus, in 2015 experimenteerde met handtracking voor de Oculus Rift, werd al duidelijk dat variabele focus een vereiste is voor optimale VR-weergave. Om je handen goed te kunnen gebruiken, moet je er immers op kunnen focussen. Sindsdien werkt het bedrijf aan tal van prototypes met variabele focus. Daarvoor zijn bewegende lenzen nodig, net zoals bij autofocus in camera's. Ook is oogtracking in de headset vereist, zodat de VR-bril kan zien waar de gebruiker op wil scherpstellen.
:strip_exif()/i/2005176272.jpeg?f=imagegallery)
Meta heeft in de afgelopen jaren verschillende iteraties van zijn Half Dome-prototypes met variabele focus gemaakt. De eerste versies gebruikten lenzen met een mechaniek en een motor om die fysiek te verplaatsen. Half-Dome 3, een prototype dat sinds 2019 bestaat, heeft geen bewegende onderdelen meer. Dit prototype werkt met lenslagen die bestaan uit vloeibare kristallen. Door de spanning van de verschillende lagen aan te passen, verandert de brandpuntsafstand en zodoende kan scherpgesteld worden op verschillende punten.
Volgens Douglas Lanman, directeur van Meta's Display Systems Research-afdeling, is de techniek klaar voor gebruik. Hij is er optimistisch over dat dit snel kan worden toegepast in een product dat daadwerkelijk op de markt komt. Meta heeft nog geen VR-brillen met variabele focus aangekondigd.
Vervorming corrigeren met software en oogtracking
De lenzen die in VR-headsets gebruikt worden om het beeld van de piepkleine schermpjes groot weer te geven, leveren ook vervorming op. Dat doet afbreuk aan het realisme dat gebruikers ervaren en kan ook vermoeidheid opleveren. In de praktijk wordt de optische vervorming voor zover mogelijk met software gecorrigeerd. Dat gebeurt bijvoorbeeld ook in de Quest 2.
Het ontwerpen van nieuwe lenzen voor prototypes en het bedenken van oplossingen om de vervorming te corrigeren, doet Meta met simulaties. Het maken van prototypes met fysieke lenzen kost veel tijd. Door dit te simuleren is dat volgens Meta letterlijk een kwestie van minuten in plaats van maanden.
Bij huidige VR-headsets wordt er algemene vervormingscorrectie toegepast, maar in de praktijk varieert de vervorming die gebruikers zien afhankelijk van naar welk deel van het beeld ze kijken. Oogtracking is daarmee niet alleen toepasbaar voor variabele focus, maar ook voor dynamische vervormingscorrectie. De uitdaging daarbij is dat de correctie op zeer hoge snelheid moet plaatsvinden, zodat de gebruiker daar bij het bewegen van de ogen niets van merkt.
:strip_exif()/i/2005176274.jpeg?f=imagegallery)
Mirror Lake-concept combineert technieken
De Display Systems Research-afdeling van Meta heeft dus tal van verschillende prototypes, die ieder gericht zijn op het oplossen van één probleem. Uiteindelijk is het de bedoeling dat alles samenkomt in de 'VR/AR-headset van de toekomst' en Meta geeft daar alvast een voorproefje op in de vorm van een conceptbril genaamd Mirror Lake.
Mirror Lake heeft een skibrilachtig ontwerp en is gebaseerd op de formfactor van de Holocake 2, met holografische optica. Ook is het concept voorzien van oogtracking en variabele focus. Camera's aan de buitenkant maken passthroughweergave voor AR mogelijk.
/i/2005176258.png?f=imagegallery)
Meta benadrukt dat het gaat om een concept en dat er dus nog geen werkend prototype van bestaat. Mirror Lake moet wel een idee geven van hoe VR- en AR-headsets in de toekomst eruit zouden kunnen zien. Of en wanneer het lukt om alle technische hobbels te overwinnen, is nog niet duidelijk, maar hoofdonderzoeker Abrash noemt het concept veelbelovend en stelt dat als het zover komt, het een grote doorbraak voor de visuele VR-ervaring teweegbrengt.
Nieuwe techniek eerst in dure headsets
Hoewel Meta veel informatie deelde over technieken en prototypes, had het geen nieuws te melden over concrete producten. Wel liet Zuckerberg weten dat nieuwe technieken eerst naar hoog gepositioneerde headsets komen. Momenteel heeft Meta met de Quest maar één lijn van VR-headsets, maar daar komt een tweede lijn van duurdere headsets bij, die gericht zijn op productiviteit en zakelijk gebruik. Technieken die in dergelijke headsets geïntroduceerd worden, zouden dan later naar consumentenversies kunnen komen, stelt de Meta-topman.
Later dit jaar brengt Meta de eerste headset uit in die hoger gepositioneerde serie. Die staat nu nog bekend als Project Cambria. Dat is een VR-bril met kleurencamera's met een hoge resolutie aan de voorkant voor passthrough, zodat ook AR-weergave mogelijk is waarbij gebruikers virtuele objecten zien in de echte wereld. Verder krijgt die bril camera's aan de binnenkant voor oogtracking. Daarmee zou ook variabele focus toegevoegd kunnen worden, maar het is nog niet bekend of dat gebeurt.
Renders van Project Cambria-headset, gemaakt door Brad Lynch.
Naar verluidt krijgt de Cambria-headset twee 2,48"-miniledschermppjes met ieder 2160x2160 pixels, maar Meta heeft dat nog niet bevestigd. Wel liet de fabrikant al doorschemeren dat de headset 'veel duurder' dan 800 dollar zal zijn. Project Cambria zou ergens dit jaar moeten uitkomen, volgens geruchten in september.
Wanneer de Quest 2 een opvolger krijgt en wat de eigenschappen daarvan zijn, is nog niet duidelijk. Op een interne roadmap van Meta, ingezien door The Information, zouden vier nieuwe headsets staan die allemaal voor 2024 verschijnen. Naast Project Cambria gaat dat dus nog om drie nieuwe modellen. Of er op korte termijn een geschikte laserlichtbron gevonden wordt en er dus een compact Holocake-achtig model uitkomt in dat tijdsbestek, zal moeten blijken.
/i/2005446320.png?f=fpa)
:strip_exif()/i/2004743102.jpeg?f=fpa)
:strip_exif()/i/2005192792.jpeg?f=fpa)
/i/2005184664.webp?f=fpa)
/i/2005182236.png?f=fpa)
:strip_exif()/i/2005176276.jpeg?f=fpa)
/i/2004743106.png?f=fpa)
:strip_icc():strip_exif()/u/1190456/crop5e735bf93a332_cropped.jpeg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/19522/crop6124d729ee8a5_cropped.jpg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/288493/dce%2520strontkop%2520avatar-60x60.jpg?f=community){kind=avatar}
:strip_icc():strip_exif()/u/81611/headcrop.jpg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/247454/crop67054448c4665.jpg?f=community){kind=small}
/u/73249/crop621645f964331.png?f=community){kind=small}
/u/99142/crop62758e978b3e3_cropped.png?f=community){kind=small}
/u/680463/crop563477a3a9296_cropped.png?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/415803/crop6546384fb1f54_cropped.jpg?f=community){kind=small}
:strip_exif()/u/119419/candc-60px.gif?f=community){kind=small}
Maar ik vind het geen hype zoals de 3d televisie. :strip_icc():strip_exif()/u/35680/crop59a884759c1cb_cropped.jpeg?f=community){kind=small}