Nvidia увеличили разрешение в четыре раза, наложив две дешевые LCD-панели одна на другую

Инженеры из Nvidia изобрели простой способ, как увеличить эффективное разрешение недорогих жидкокристаллических экранов в четыре, а частоту обновления в два раза: для этого нужно лишь наложить матрицы друг на друга. Данная техника, получившая в Nvidia название «каскадных дисплеев» (cascaded displays), может совершить революцию в разработке дешевых экранов с высоким разрешением, которые востребованы при производстве хэдсетов типа Oculus Rift. В Nvidia уже создали каскадный дисплей, отдаленно напоминающий Oculus Rift, и стоит отметить, что результат превзошел все ожидания.

С первого взгляда идея о наложении LCD-панелей одна на другую кажется невыполнимой, ведь их матрицы непрозрачны. Но все становится на свои места, если разобраться в вопросе детальнее. Оказывается, что сами пиксели отлично пропускают свет, а непрозрачны лишь участки между ними (этим и объясняется появление картинки на экране). Приняв во внимание этот факт, в Nvidia решили попробовать увеличить пространственное разрешение (плотность пикселей), элементарно сложив две матрицы стопочкой. Разумеется, не обошлось и без сложного программного обеспечения, управляющего данной конструкцией.

В Nvidia начали с того, что купили в ближайшем магазине электроники два обычных семидюймовых монитора с разрешением 1280 на 800. Затем обе панели извлекли из корпусов, а из одной (передней) еще и удалили подсветку. Чтобы избежать артефактов поляризации, между матрицами положили слой четвертьволновой пленки. Панели кладут не четко одна на одну, а со смещением на четверть пикселя.

Каждый фронт пиксель контролирует четыре задних субпикселя.

Такой сдвиг очень важен, ведь каждый пиксель передней матрицы перекрывает четыре пикселя задней. Именно поэтому на экране пространственное разрешение увеличивается в четыре раза, а не в два (как при наложении без смещения). Разумеется, для управления этим каскадным дисплеем требуется специальное программное обеспечение, но для Nvidia это не проблема. Как можно видеть из иллюстраций к данной статье, собранный таким образом дисплей действительно улучшает разрешение картинки. Кроме этого, обеспечивается кадровая частота свыше 60 Гц.

Создав данный дисплей, в Nvidia нацелились на рынок недорогих очков виртуальной реальности, таких как Oculus Rift. Ввиду своей цены в этом хэдсете используется экран с низким разрешением, а когда такой экран находится еще и перед самыми глазами, то о качестве картинки говорить не приходится (чем-то она похожа на ту, которая была в игровых автоматах середины 90-х, если кто-то такие помнит). Действительно: вместо того, чтобы увеличивать в четыре раза разрешение, устанавливая дорогой 4K-дисплей, почему бы просто не наложить друг на друга пару дешевых? К тому же, в хэдсетах благодаря увеличению эффективного разрешения, появляется возможность немного раздвинуть пиксели для обеспечения более широкого угла зрения (человеческий глаз охватывает почти 180 градусов, а в Rift и подобных ему этот показатель находится на уровне 100).

Вверху слева: вывод исходного изображения. Вверху справа: То, что вы могли бы видеть со стандартным разрешением Окулус Рифт в. Нижняя правая: каскад Nvidia.

Обратите внимание на все возрастающему четкость надписи “hotel”.

Разумеется, в способе от Nvidia есть и слабые места. При накладывании одной матрицы на другую снижается общая яркость изображения, но эта проблема будет более ощутима скорее в смартфоне или ноутбуке, чем в очках виртуальной реальности, где картинка расположена очень близко от глаз. Присутствуют также некоторое искажение (исправляется программными средствами) и ограниченность углов обзора (не исправляется), вызванные зазором между панелями. Однако и эти огрехи в хэдсетах почти незаметны.

Больше подробностей о том, как в Nvidia создали каскадный дисплей и почему попытка сделать то же самое с двумя LCoS-проекторами обернулась неудачей, можно узнать на официальном сайте компании. Размещенное выше видео также достойно внимания.

Источник ExtremeTech.