Дисплеите с добавена реалност обещават да направят революция в употребата на виртуално съдържание. Въпреки това технологията за наслагване на цифров слой върху обектите от реалния свят все още е далеч от съвършенство. Екип от физици от Китай и САЩ е разработил метаустройство с променлив фокус на лещите, което може да създава отчетливи изображения на различна дълбочина без обемисто оборудване.

Трудностите при реализирането на удобни за ползване и надеждни устройства за добавена реалност (AR) се крият по-специално в конфликта между вергенцията и акомодацията (VAC) и ограничения размер на Eyebox – зоната, в която потребителят вижда виртуалното изображение. VAC възниква, тъй като традиционните дисплеи за AR имат фиксирана фокусна дълбочина, което води до визуален дискомфорт и напрежение в очите. Същевременно малкият размер на Eyebox ограничава зоната, в която потребителите могат да виждат целия дисплей, и изисква прецизно позициониране на хедсета.

Екип от изследователи от Университета Цинхуа, Университета на Южна Калифорния, Харбинския технологичен институт и Градския университет на Хонконг е направил пробив в решаването на тези проблеми. Според съобщението на EurekAlert те са разработили триизмерно метаустройство с променлив фокус на лещите, състоящо се от три каскадни метаповърхности с моаре и нецентрални фазови профили на лещите на Френел.

Разработчиците са създали нечувствителна към поляризацията метаповърхност, изработена от нановлакна от титанов диоксид с различен диаметър върху подложка от силициев диоксид. Чрез регулиране на взаимните ъгли на метаповърхностите фокусното разстояние и страничната позиция на фокусната точка могат да се регулират динамично. Това позволява виртуалното съдържание да се показва на различна дълбочина и в различни позиции, без да е необходимо обемисто механично оборудване.

„Нашето метаустройство предоставя просто, интегрирано решение за дисплеи за добавена реалност, което едновременно решава конфликта между вергенцията и акомодацията и разширява зрителното поле“, заяви Гън Дзихан, съавтор на изследването. – Това метаустройство може да формира изображения на произволни позиции в триизмерното пространство.“

Изследователите демонстрираха технологията, като я вградиха в дисплейна система за разширена реалност и успешно прожектираха виртуални обекти на различна дълбочина. За разлика от традиционните технологии за контрол на зеницата, които изискват обемисти механични компоненти или сложни системи на базата на течни кристали, този подход осигурява интензивност на изображението без значително увеличаване на дебелината.