Meta arbeitet an VR-Brillen mit Retina-Auflösung

Meta arbeitet an VR-Brillen mit Retina-Auflösung

In einem Blogartikel bestätigt Meta, dass es VR-Brillen mit Retina-Auflösung zur Produktreife führen will.

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Meta spricht darin zum ersten Mal in aller Ausführlichkeit über das neue Display der Meta Quest Pro und nennt dessen Produktnamen: Infinite Display.

Im gleichen Artikel schlägt Meta zudem eine Definition für die visuelle Qualität eines VR-Headsets vor, anhand derer Meta künftige Geräte messen werden dürfte. Das Sichtfeld gehört nicht dazu und wird dementsprechend auch nicht von Meta behandelt.

VR-Displays sind eine neue Art Bildschirm

Die visuelle Qualität eines VR-Headsets, so stellt Meta heraus, bemisst sich nach mehr als nur der Display-Auflösung. Schließlich ist es erst die Kombination aus Bildschirm und Linse, die zum finalen Bildeindruck führt.

„VR unterscheidet sich grundlegend von anderen Geräten wie TVs und Smartphones. Anstatt auf einen Bildschirm in größerer Entfernung zu schauen, sehen VR-Benutzer auf einen kleineren Bildschirm, der viel näher an ihren Augen ist und durch eine Reihe von Linsen in einem optischen Stack vergrößert wird“, schreibt Meta. „Es ist, als würde man durch ein Kameraobjektiv auf einen Fernseher schauen – was man sieht, hängt nicht nur von der Auflösung des Bildschirms ab, sondern auch von den optischen Eigenschaften des Objektivs, wie Vergrößerung und Schärfe.“

Aus diesem Grund schlägt Meta eine VR-spezifische Metrik an, an der sich visuelle Qualität entsprechender Geräte objektiv messen lassen soll.

Diese werde „durch eine Reihe von Faktoren bestimmt, von denen die wichtigsten

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  • die Systemauflösung (gemessen in Pixeln pro Grad, oder PPD),
  • die Schärfe (gemessen durch die Modulationsübertragungsfunktion eines Objektivs, oder MTF),
  • das Kontrastverhältnis und
  • die Farbe sind.

Im Blogartikel geht Meta darauf ein, wie diese Faktoren mit dem Infinite Display von Meta Quest Pro zusammenhängen.

Auf dem Weg zum VR-Retina-Display

Quest Pro hat laut Meta zehn Prozent mehr PPD als Meta Quest 2 (in konkreten Zahlen: 22 vs. 20 PPD). Der PPD-Wert berücksichtigt sowohl den Bildschirm als auch die Optik und misst die Anzahl der Pixel, die innerhalb von 1° des Sichtfelds liegen.

Zum Vergleich: Die „Auflösung“ der Retina beträgt circa 60 PPD und das ist auch der Wert, den Meta langfristig anstrebt. Im Sommer stellten Display-Forscher:innen den Butterscotch-Prototyp (siehe Artikelbild) vor, der 55 PPD erreicht, allerdings nur ein halb so großes Sichtfeld wie Meta Quest 2 hat.

„Butterscotch ist ein Forschungsprototyp mit einer technischen Konfiguration, die es nicht zwingend in ein zukünftiges Produkt schafft. Aber wir entwickeln im Tandem Displays und hochauflösende optische Systeme, um Retina-Auflösung in unserer Produkt-Roadmap zu erreichen“, schreibt Meta.

Meta Quest Pro: Bildschärfe bis zu den Rändern

Als Nächstes wendet sich Meta dem Faktor Schärfe, die das Unternehmen in MTF (Wikipedia) misst.

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„Gemessen an der MTF, die Auflösung und Kontrast kombiniert, bestimmt die Schärfe, wie viele Details von einem optischen System wiedergegeben werden können. Je höher die MTF ist, desto feiner sind die Bilddetails“, schreibt Meta.

Vergleich zwischen Faktoren visueller Qualitat bei Quest 2 und Quest Pro.

Die wichtigsten Faktoren für visuelle Qualität auf einen Blick. | Bild: Meta

Hierbei spielt die Qualität der Linse eine große Rolle: „Die Schärfe bei einem flachen 2D-Display wie einem Fernseher ist gleichmäßig. Bei VR ist das nicht der Fall – in der Mitte und am Rand des Objektivs gibt es unterschiedliche Schärfegrade. Das Ziel besteht also darin, sowohl in der Mitte als auch am Rand eine höhere MTF zu erreichen.“

Das Infinite Display der Meta Quest Pro erreicht 0.98 MTF in der Mitte und 0.85 MTF in der Peripherie. Eine Verbesserung von 25 bzw. 50 Prozent gegenüber Meta Quest 2.

Besserer Kontrast, größerer Farbumfang

Der Faktor Kontrast beschreibt das Verhältnis zwischen der Leuchtdichte des hellsten Weiß und des dunkelsten Schwarz, das ein optisches System auf einem Bildschirm erzeugen kann. Je höher das Verhältnis, desto besser der Kontrast.

Meta Quest Pro bietet dank Local-Dimming-Technologie 75 Prozent mehr Kontrast als Meta Quest 2, schreibt Meta. Drei Stapel von Polarisationsfilmen – einer auf dem Display und einen auf jedem der beiden Linsenelemente -, sorgen zusätzlich für eine Minimierung von Ghosting-Artefakten.

Bildvergleich zwischen herkömmlicher Linse und Pancake-Linse.

Der Unterschied zwischen Fresnellinse (Meta Quest 2, links) und Pancake-Linse (Meta Quest Pro) | Bild: Meta

Zu guter Letzt geht Meta auf den Faktor Farbe ein, der anhand des Farbumfangs und der Farbgenauigkeit gemessen wird. Auch hier trumpft Meta Quest Pro auf: Deren Farbraum ist 30 Prozent größer als bei Meta Quest 2.

„Wir haben außerdem eine fortschrittliche Farbkalibrierungstechnologie in Meta Quest Pro entwickelt, um die Farbgenauigkeit und Helligkeitsunterschiede zwischen zwei Augen zu gewährleisten. So bietet Meta Quest Pro erstklassige visuelle Klarheit über das gesamte Sichtfeld“, schreibt Meta.

Infinite Display: Eine lange Entwicklungsgeschichte

In die Entwicklung des Infinite Display ist viel Arbeit geflossen: Das grundlegende Konzept mit Doppellinse und mehr als zehn Polarisationsfiltern wurde während zweier Jahre erarbeitet, während die Überführung in ein skalierbares Produkt ganze vier Jahre beanspruchte.

„Das Produktteam hat keine Produkte von der Stange, sondern einzigartige Linsen und Polarisationsstapel entwickelt. Während Pancake-Linsen und Polarisationsoptik an sich nichts Neues sind, stellt ihre Anwendung im Bereich der VR einzigartige Herausforderungen bei der Massenherstellung dar“, schreibt Meta. „Daher mussten unsere Produktteams über Jahre hinweg eng mit der Industrie zusammenarbeiten, um die Lieferkette von Grund auf neu zu gestalten und ihre hochmodernen Fertigungskapazitäten zu verbessern.“

Weitere Einzelheiten zu Metas neuem Headset findet ihr in unserem Info-Artikel zur Meta Quest Pro.

Quellen: Oculus Blog