近期據韓媒 Naver 新聞爆料,三星電子或将于明年面向開發者推出 XR 頭顯,以構建 XR 生态系統。據悉,三星計劃通過打造 XR 生态系統,來整合元宇宙、軟件、内容、元件開發和科研等上下遊領域。據稱,為了開發 XR 設備,三星電子聯合三星顯示器、三星電機等子公司,以及 XR 零部件供應商,組成了相關的工作組。此外,還與中國的供應商合作,聯合開發 XR 産品。
目前,三星似乎已經開發了多款 XR 原型機,并已展開測試。接下來,三星有望首先公開軟件 SDK,吸引開發者來制作 XR 内容。應用場景方面,三星計劃将 XR 用于娛樂、教育、醫療和國防等領域。該公司的策略是,首先推動 XR 内容生态,在 B 端積累解決方案,然後再進入 C 端。
我們知道,三星在早期曾進入 VR 市場,推出了 Gear VR 盒子,WMR 頭顯 Odyssey 玄龍 MR+ 等産品,但由于後期市場反饋未達預期等因素,三星一度停止了 VR 硬件業務。盡管如此,該公司在 AR/VR 上的動作并未停止,尤其是在近年來多次展示、公開 AR/VR 相關産品和技術,并且不斷在申請相關技術專利。今天,我們就從三星的專利中了解一下,這家公司對于未來 AR/VR 技術都有哪些規劃。
先來回顧一些關于三星 AR/VR 硬件的新聞
認證型号 SM-I120,疑似三星新款 AR 眼鏡曝光
三星顯示公布 AR/VR 微顯示路線:24 年量産,26 年商業化
基于 BB 變焦 AR 眼鏡,三星柔性觸覺手套研究公布
高通和三星加大合作關系,包括手機、PC、XR
三星向 WIPO 申請 "GALAXY 360" 和 "GALAXY VR" 商标
三星電子 CEO:敬請期待 " 元宇宙 " 産品發布
三星與微軟合作 AR 頭顯項目,産品預計 2024 年公布
CES 2020:三星 AR 眼鏡首次曝光,聯動 GEMS 智能健身方案
三星 XR 專利
前不久,日媒在一項調查報告中指出,從 2016 年開始,三星提交的元宇宙相關專利申請數量,排名全球第二,僅次于 LG。而這些專利的内容包括了通信、傳感器、顯示器、AR/VR 等技術。對于未來三星的 XR 産品,我們可以有哪些期待呢?也許從近期 USPTO 公布的一些三星 XR 專利中,可以看到一些可能的發展方向。
1)US 11515509 B2,虛拟圖像顯示設備和頭戴式裝置,申請于 2020 年 2 月 26 日
這項專利的重點是介紹某種支持 3D 立體顯示的 VR 系統,與傳統 VR 顯示方案不同,這項專利描述了一種支持從多視角觀看圖像的顯示模組,以及模組的不同結構設計。
細節方面,該 VR 系統由三大部分組成,即顯示面闆、某種透視窗口(疊加在顯示面闆外)、由多透鏡結構組成的多視點光學層(位于顯示面闆和窗口之間)。此外,顯示面闆上可能覆蓋包含多個像素的薄膜封裝層,而多視點層則可位于薄膜封裝層表面。固定這些光學元件的粘合劑可采用光學透明粘合劑膜(OCA)、光學透明樹脂(OCR)或壓敏粘合劑膜(PSA)。
三星在專利中還指出,這項 VR 方案支持 AR 顯示,可同時看到虛拟圖像和真實環境。該方案的另一個優勢是,适眼距隻有 35 毫米或更短,因此頭顯部分更薄、更小。
2)US 11521580 B2,基于頭部追蹤信息生成臨時圖像的 VR 顯示系統和裝置,申請日期 2020 年 7 月 2 日
這項專利描述了一種根據頭部定位數據生成瞬時圖像的方案,它的作用是通過插入臨時圖像幀來降低圖像的運動延遲。
簡單來講,VR 的概念是當你移動頭顯時,眼前的圖像會改變,就像你用肉眼看物理空間那樣。這是 VR 與普通 2D 顯示的最大不同之一。三星在專利中重點描述了實現 VR 顯示的過程,包括利用頭部定位系統識别用戶的運動信息,并輸入驅動控制器中,接着會根據用戶運動信息生成臨時圖像。另一方面,生成臨時圖像的目的是為了減少圖像延遲,VR 顯示面闆可選擇渲染輸入圖像或插入臨時圖像,來緩解因延遲造成的圖像卡頓。
三星表示:在傳統顯示系統中,如果屏幕以 60Hz 刷新率運行,可能會出現至少 16.6 毫秒延遲。因此當用戶快速轉動眼球或運動頭部時,可能會看到明顯的圖像延遲。
3)US 11508336 B2,頭戴式顯示裝置及驅動方法,申請者為三星顯示,申請日期 2021 年 3 月 17 日
該專利的特點是支持亮度自适應,動态調光,目的是均衡每一幀的亮度,降低視覺疲勞。
三星指出,由于頭戴式顯示設備安裝在用戶的頭上,屏幕與人眼距離近,因此可能引起人眼不适,造成疲勞、惡心、嘔吐或眩暈等症狀。為了緩解這些問題,該公司研發了一種可根據周圍亮度調節屏幕亮度的 VR 方案,該方案特點是采用了亮度可調的顯示驅動,在初次使用時會先校準初始亮度,後續 VR 顯示的圖像會根據初始亮度去調節。
此外,該方案還會計算出讓用戶産生視覺疲勞的最大亮度(不适應的亮度峰值),将 VR 屏幕的整體亮度範圍設定在初始亮度和不适應的亮度範圍内,進行自适應調節。
值得注意的是,該 VR 方案可能會根據注視點範圍去動态調節亮度。比如,VR 頭顯的視場角大約在 110° 到 120° 之間,而注視點看到的清晰範圍大約為 5°,那麼 VR 頭顯可根據注視點變化去調暗餘光看到的圖像。
專利還指出,VR 頭顯可采用多種類型的顯示方案,比如 LCD、OLED、無機發光顯示器、柔性顯示器等等。這些屏幕可嵌入 VR 頭顯外殼中,也可以耦合到外殼上。
4)US 20220383601 A1,AR 應用中虛拟化身與物理對象的交互方式,申請于 2021 年 12 月 28 日
這項專利描述了一種 Avatar 與現實場景交互的混合現實方案,簡單來講,就是在 AR/VR 中使用 Avatar 遠程社交時,允許遠程用戶通過 Avatar 與本地用戶、用戶所在的空間進行物理交互,進一步增強沉浸感和逼真感。
細節方面,當虛拟對象(Avatar)與物理對象的距離達到一定阈值時(足夠近),系統會修改 Avatar,根據 Avatar 和物理對象的屬性來模拟二者之間的交互,比如實現靠牆、坐沙發等動作。
硬件方面,該方案可兼容各種類型的 AR/VR 設備,比如 PC VR 頭顯、支持 VST 透視的混合現實頭顯、AR/VR 盒子、AR 眼鏡等等。AR/VR 設備可配備 RGB 相機、深度相機、運動傳感器、雷達、聲納、紅外等傳感器。
5)US 20220374543 A1,在 AR 系統中取出隐私敏感信息的方法和架構,申請于 2022 年 4 月 12 日
這項專利描述了一種在 AR/VR 頭顯攝像頭采集數據時,保護用戶信息安全的方法,其特點是可在 AR/VR 系統中移除敏感信息,比如捕捉到的圖像經過處理後再輸入 AR/VR 應用中執行。
該方案保護的數據包括:個人面部圖像、汽車牌照、室内布局等等。
此外三星在專利中提到,該 AR/VR 頭顯可采用朝外的 RGB 透視攝像頭,它們靠近佩戴者眼睛的位置,以自然的人眼視角記錄周圍環境,而且這些攝像頭或支持紅外傳感(可能用于手柄定位)。
6)US 20220382356 A1,控制 XR 設備運行模式、優化性能的系統和方法,申請于 2022 年 5 月 23 日
這項專利涉及了關于 AR/VR 頭顯運行的大量技術實現方式,比如在 XR 渲染器上同時運行多種操作模式,同時運行圖像渲染任務和計算機視覺任務等等。此外,還包含了 AR/VR 性能優化、降低耗電的方法,比如根據應用場景關閉不需要的傳感器,或是動态調節傳感器追蹤分辨率、計算精度。
專利中提到的一些關鍵信息包括:
顯示屏或采用 LCD、LED、OLED、MEMS、電子紙顯示屏,可支持多焦點顯示、深度感知,采用一塊或兩塊屏幕;
交互方式支持觸覺、手勢、靠近、懸停輸入、電子筆等等;
支持 AR/VR 兩種模式,或支持單目或雙目顯示,透光率未定,外殼可能為不透明、半透明或反光設計;
或采用 HUD 設計,即擡頭顯示器;
或采用支持觸控的透光 AR 顯示單元,或是不透明顯示面闆,加上透視相機來實現 AR;
每個組件都可以針對功率 / 性能進行優化,比如根據應用場景關閉 / 開啟部分組件,若應用隻需要顯示 2D 内容,那麼便可關閉定位相機,或是降低圖像傳輸分辨率和色彩深度、關閉手勢追蹤等功能,以此來達到省電、優化性能的效果;
方案具有可擴展性,兼容任何渲染系統(邊緣計算或雲渲染方案)、XR 設備和配件;
配備 CV(計算機視覺)、SLAM 和 6DoF 定位能力。
7)US 20220383598 A1,顯示 AR 對象的方法和架構,申請者為三星電子,申請日期 2022 年 8 月 8 日
這項專利描述了一種 AR 設備,特點是可捕捉圖像、頭顯位置和姿态信息,并生成虛拟對象、用戶交互,以及根據傳感器信息将 AR 疊加在物理位置中。
該專利主要突出了一種在設備中共享基于準确定位的 AR 的方式,即通過設備的傳感器(IMU 等)、GPS、相機(至少一個)來掃描 3D 空間信息,在定位完成後可支持 6DoF 追蹤。除此之外,AR 設備還将包含通信模塊、顯示模組、處理器。
參考:
https://n.news.naver.com/mnews/article/030/0003063751
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