XR podobno opracowuje urządzenie XR do noszenia lub wyposażone w wyświetlacz OLED.

Według doniesień mediów, Apple ma wypuścić swoje pierwsze urządzenie do noszenia na ciele z rozszerzoną rzeczywistością (AR) lub wirtualną rzeczywistością (VR) w 2022 lub 2023 roku. Większość dostawców może znajdować się na Tajwanie, na przykład TSMC, Largan, Yecheng i Pegatron. Apple może wykorzystać swoją eksperymentalną fabrykę na Tajwanie do zaprojektowania tego mikrowyświetlacza. Branża oczekuje, że atrakcyjne przypadki użycia Apple doprowadzą do startu rynku rozszerzonej rzeczywistości (XR). Ogłoszenie urządzenia Apple i raporty związane z technologią XR urządzenia (AR, VR lub MR) nie zostały potwierdzone. Ale Apple dodał aplikacje AR na iPhone'a i iPada oraz uruchomił platformę ARKit dla programistów do tworzenia aplikacji AR. W przyszłości Apple może opracować urządzenie ubieralne XR, generować synergię z iPhonem i iPadem oraz stopniowo rozszerzać AR z aplikacji komercyjnych na aplikacje konsumenckie.

Według koreańskich mediów, Apple ogłosił 18 listopada, że ​​opracowuje urządzenie XR z „wyświetlaczem OLED”. OLED (OLED na krzemie, OLED na krzemie) to wyświetlacz, który implementuje OLED po utworzeniu pikseli i sterowników na podłożu wafla krzemowego. Dzięki technologii półprzewodnikowej można uzyskać ultraprecyzyjną jazdę, instalując więcej pikseli. Typowa rozdzielczość wyświetlacza to setki pikseli na cal (PPI). Natomiast OLEDoS może osiągnąć do tysięcy pikseli na cal PPI. Ponieważ urządzenia XR wyglądają blisko oka, muszą obsługiwać wysoką rozdzielczość. Apple przygotowuje się do zainstalowania wyświetlacza OLED o wysokiej rozdzielczości i wysokim PPI.

Obraz koncepcyjny zestawu słuchawkowego Apple (źródło obrazu: Internet)

Apple planuje również używać czujników TOF w swoich urządzeniach XR. TOF to czujnik, który może mierzyć odległość i kształt mierzonego obiektu. Niezbędna jest realizacja wirtualnej rzeczywistości (VR) i rozszerzonej rzeczywistości (AR).

Rozumie się, że Apple współpracuje z Sony, LG Display i LG Innotek w celu promowania badań i rozwoju podstawowych komponentów. Rozumie się, że zadanie rozwojowe jest w toku; a nie tylko badania i rozwój technologii, możliwość jej komercjalizacji jest bardzo duża. Według Bloomberg News, Apple planuje wypuścić urządzenia XR w drugiej połowie przyszłego roku.

Samsung koncentruje się również na urządzeniach XR nowej generacji. Firma Samsung Electronics zainwestowała w opracowanie obiektywów „DigiLens” do inteligentnych okularów. Chociaż nie ujawniono kwoty inwestycji, oczekuje się, że będzie to produkt typu okulary z ekranem z unikalnym obiektywem. Samsung Electro-Mechanics również uczestniczył w inwestycji DigiLens.

Wyzwania, przed którymi stoi Apple przy produkcji ubieralnych urządzeń XR.

Urządzenia do noszenia AR lub VR zawierają trzy elementy funkcjonalne: wyświetlanie i prezentację, mechanizm wykrywania i obliczenia.

Projekt wyglądu urządzeń do noszenia powinien uwzględniać powiązane kwestie, takie jak komfort i akceptowalność, takie jak waga i rozmiar urządzenia. Aplikacje XR bliższe wirtualnemu światu zwykle wymagają większej mocy obliczeniowej do generowania wirtualnych obiektów, więc ich podstawowa wydajność obliczeniowa musi być wyższa, co prowadzi do większego zużycia energii.

Ponadto rozpraszanie ciepła i wewnętrzne baterie XR również ograniczają projekt techniczny. Te ograniczenia dotyczą również urządzeń AR zbliżonych do świata rzeczywistego. Żywotność baterii XR w Microsoft HoloLens 2 (566g) to tylko 2-3 godziny. Rozwiązaniem może być podłączenie urządzeń ubieralnych (tethering) do zewnętrznych zasobów obliczeniowych (takich jak smartfony lub komputery osobiste) lub źródeł zasilania, ale ograniczy to mobilność urządzeń ubieralnych.

Jeśli chodzi o mechanizm wykrywania, gdy większość urządzeń VR wykonuje interakcję człowiek-komputer, ich precyzja zależy głównie od kontrolera w ich rękach, zwłaszcza w grach, w których funkcja śledzenia ruchu zależy od urządzenia do pomiaru bezwładności (IMU). Urządzenia AR wykorzystują odręczne interfejsy użytkownika, takie jak naturalne rozpoznawanie głosu i sterowanie wykrywaniem gestów. Zaawansowane urządzenia, takie jak Microsoft HoloLens, zapewniają nawet funkcje widzenia maszynowego i wykrywania głębi 3D, które są również obszarami, w których Microsoft jest dobry od czasu, gdy Xbox wprowadził Kinect.

W porównaniu z urządzeniami AR do noszenia na ciele, tworzenie interfejsów użytkownika i wyświetlanie prezentacji na urządzeniach VR może być łatwiejsze, ponieważ nie trzeba brać pod uwagę świata zewnętrznego ani wpływu światła otoczenia. Kontroler ręczny może być również bardziej dostępny do opracowania niż interfejs człowiek-maszyna, gdy jest używany gołymi rękami. Kontrolery ręczne mogą korzystać z IMU, ale sterowanie za pomocą gestów i wykrywanie głębi 3D opierają się na zaawansowanej technologii optycznej i algorytmach wizyjnych, czyli widzeniu maszynowym.

Urządzenie VR musi być osłonięte, aby środowisko świata rzeczywistego nie wpływało na wyświetlacz. Wyświetlaczami VR mogą być wyświetlacze ciekłokrystaliczne LTPS TFT, wyświetlacze LTPS AMOLED o niższych kosztach i większej liczbie dostawców lub nowe wyświetlacze OLED na bazie krzemu (mikro OLED). Korzystanie z jednego wyświetlacza (dla lewego i prawego oka) o wielkości od 5 do 6 cali od ekranu telefonu komórkowego jest opłacalne. Jednak konstrukcja z dwoma monitorami (oddzielone lewe i prawe oko) zapewnia lepszą regulację odległości między źrenicami (IPD) i kąta widzenia (FOV).

Ponadto, biorąc pod uwagę, że użytkownicy nadal oglądają animacje generowane komputerowo, kierunkiem rozwoju wyświetlaczy są niskie opóźnienia (gładkie obrazy, zapobiegające rozmyciu) i wysoka rozdzielczość (eliminacja efektu drzwi ekranu). Optyka wyświetlacza urządzenia VR jest obiektem pośrednim pomiędzy pokazem a oczami użytkownika. Dlatego grubość (współczynnik kształtu urządzenia) jest zmniejszona i doskonale nadaje się do konstrukcji optycznych, takich jak soczewka Fresnela. Efekt wyświetlania może być wyzwaniem.

Jeśli chodzi o wyświetlacze AR, to większość z nich to mikrowyświetlacze na bazie krzemu. Technologie wyświetlania obejmują ciekłokrystaliczny na krzemie (LCOS), cyfrowe przetwarzanie światła (DLP) lub cyfrowe urządzenie lustrzane (DMD), skanowanie wiązką laserową (LBS), mikro OLED na bazie krzemu i mikro-LED na bazie krzemu (micro-LED na krzem). Aby oprzeć się interferencji intensywnego światła otoczenia, wyświetlacz AR musi mieć wysoką jasność wyższą niż 10Knits (biorąc pod uwagę straty za falowodem, 100Knits jest bardziej idealne). Chociaż jest to pasywna emisja światła, LCOS, DLP i LBS mogą zwiększyć jasność poprzez wzmocnienie źródła światła (takiego jak laser).

Dlatego ludzie mogą preferować używanie mikro diod LED w porównaniu z mikro OLED-ami. Ale pod względem koloryzacji i produkcji technologia micro-LED nie jest tak dojrzała, jak technologia micro OLED. Może korzystać z technologii WOLED (filtr kolorów RGB dla światła białego), aby tworzyć diody LED emitujące światło RGB. Nie ma jednak prostej metody produkcji mikro-LED. Potencjalne plany obejmują konwersję kolorów Plessey's Quantum Dot (QD) (we współpracy z Nanoco), zaprojektowany przez Ostendo Quantum Photon Imager (QPI) stos RGB oraz X-cube firmy JBD (połączenie trzech chipów RGB).

Jeśli urządzenia Apple są oparte na metodzie przezroczystości wideo (VST), Apple może korzystać z dojrzałej technologii micro OLED. Jeśli urządzenie Apple jest oparte na podejściu bezpośrednio przezroczystym (przezroczysty optyczny, OST), nie może uniknąć znacznych zakłóceń światła z otoczenia, a jasność mikro OLED może być ograniczona. Większość urządzeń AR boryka się z tym samym problemem z zakłóceniami, co może być powodem, dla którego Microsoft HoloLens 2 wybrał LBS zamiast micro OLED.

Komponenty optyczne (takie jak falowód lub soczewka Fresnela) wymagane do zaprojektowania mikrowyświetlacza niekoniecznie są prostsze niż tworzenie mikrowyświetlacza. Jeśli opiera się na metodzie VST, Apple może wykorzystać konstrukcję optyczną w stylu naleśnika (kombinację), aby uzyskać różnorodne mikrowyświetlacze i urządzenia optyczne. W oparciu o metodę OST możesz wybrać projekt wizualny falowodu lub birdbath. Zaletą konstrukcji optycznej falowodu jest to, że jej współczynnik kształtu jest cieńszy i mniejszy. Jednak optyka falowodowa ma słabą rotację optyczną dla mikrowyświetlaczy i towarzyszą im inne problemy, takie jak zniekształcenia, jednorodność, jakość kolorów i kontrast. Dyfrakcyjny element optyczny (DOE), holograficzny element optyczny (HOE) i odblaskowy element optyczny (ROE) to główne metody projektowania wizualnego falowodu. Firma Apple nabyła firmę Akonia Holographics w 2018 r., aby uzyskać jej specjalistyczną wiedzę w zakresie optyki.