Meta acaba de revelar sus últimos prototipos de auriculares de realidad virtual que tienen como finalidad visual ser «indistinguible de la realidad».
A través de su división Reality Labs, que recientemente tuvo que reorganizarse, Meta ha invertido «decenas de miles de millones de dólares» para investigación y desarrollo de tecnología de Realidad Extendida (XR).
La compañía invito a la prensa para mostrarle sus últimos logros en investigación y desarrollo de hardware de Realidad Virtual.
Lograr lo «realmente real»
Mark Zuckerberg, director ejecutivo de Meta, y Michael Abrash, jefe científico de Reality Labs, explicaron en una charla en línea que su objetivo final es poder construir hardware de Realidad Virtual que logre cumplir los requisitos visuales para que sus sistema visual lo considere como «real».
¿Cómo se logra que lo que ves dentro de los auriculares se perciba como «real» y no simplemente virtual?
Pues con un examen. La compañía esta usando una prueba denominada «test de Turing visual». Si un auricular puede convencer a su sistema visual que lo que se esta viendo dentro del visor es «realmente real», entonces ha pasado exitosamente esta prueba.
El termino es derivado del test de Turing que se utiliza para probar la capacidad de una máquina para mostrar un comportamiento inteligente indistinguible al de un ser humano.
Sin embargo, todavía hay desafíos que los auriculares VR deben superar para pasar este test de Turing visual. Zuckerberg y Abrash identificaron 4 problemas en los que vienen trabajando: resolución de retina, profundidad focal, distorsión óptica, y alto rango dinámico.
Soluciones en desarrollo
Frente a estos 4 desafíos, Meta ha desarrollado prototipos de auriculares VR que se encargan de cada problema específico.
Resolución Retiniana: Butterscotch
Las gafas de Realidad Virtual actuales del mercado buscan tener suficiente resolución en sus pantallas para igualar o superar el poder de resolución del ojo humano. De esta forma no hay evidencia de pixeles subyacentes.
Para este caso Meta mostró su propio prototipo llamado Butterscotch. Según la compañía, este auricular logra una resolución retiniana de 60 pixeles por grado, con lo que se consigue una visión de 20/20.
Esto se logró con pantallas «extremadamente» densas en pixeles. Además, se redujo el campo de visión para poder concentrar los pixeles en un área mas pequeña, aproximadamente la mitad del tamaño de las Oculus Quest 2.
La compañía también asegura que desarrolló una «lente hibrida» para resolver por completo el aumento de resolución.
Profundidad Focal: Half Dome
Otro problema de auriculares VR es la falta de capacidad varifocal. Es decir, poder enfocar en profundidades arbitrarias dentro de una escena virtual con las funciones de enfoque de los ojos humanos.
Para este desafío, Meta ya había desarrollado una seri de prototipos llamados «Half Dome». En un inicio la compañía exploro un diseño varifocal que tenia una pantalla que se movía de forma mecánica para cambiar la distancia entre la pantalla y la lente. Así lograba cambiar la profundidad focal de la imagen.
Después de explorar este diseño, el equipo paso a un sistema electrónico de estado solido con el que consiguió una óptica varifocal mas compacta y fiable, además de silenciosa.
Distorsiones Ópticas
Las lentes dentro de los auriculares VR distorsionan, por propiedad natural, la luz que pasa a través de ellos. Esto crea artefactos molestosos como la separación de colores que hace notar la presencia de la lente.
Michael Abrash comenta que las lentes novedosas no se fabrican rápidamente y aun cuando estén listas se deben integrar de manera cuidadosa en un auricular.
Para poder trabajar de forma rápida en este problema, el equipo de Meta creo un «simulador de distorsión». Este emula un auricular de Realidad Virtual usando un 3DTV y simula lentes en el software.
Con este simulador el equipo pudo actuar sobre el problema una y otra vez rápidamente. El desafío principal es corregir de forma dinámica las distorsiones de la lente a medida que el ojo se va moviendo. Esto es mejor que corregir lo que se ve cuando el ojo mira en el centro inmediato de la lente.
Alto Rango Dinámico: Starburst
Conocido comúnmente como HDR, por sus siglas en ingles. Describe el rango de oscuridad y brillo que uno experimenta en el mundo real. Es algo que casi ninguna pantalla en la actualidad puede emular de forma correcta.
Para Zuckerberg, es el desafío mas importante de todos los mencionados.
El equipo de investigación de sistemas de visualización construyó el prototipo llamado Starburst para poder probar el impacto de HDR en la experiencia de Realidad Virtual.
Este seria el primer prototipo de auricular VR, hasta donde sabe Meta, que alcanza los 20 000 nits. En comparación, la pantallas de las Quest 2 alcanzan los 100 nits y los televisores HDR de alta gama llegan hasta los 2000 nits.
El prototipo Starburst, entonces, produce un rango de brillo que es 10 veces mas brillante que los mejores televisores HDR en el mercado.
¿Por que tanta importancia a la luminosidad? Porque en la vida real hay muchas cosas que parecen «estallar» al ser mas brillantes que su entorno. Como un incendio, una explosión o fuegos artificiales. Para Meta, replicar ese estallido de brillo, esa luminosidad realista en VR es «esencial» para aprobar el test de Turing visual.
Combinando todo en un equipo compacto: Holocake 2
Meta se encuentra igualmente enfocado en reducir el tamaño de los auriculares VR actuales. Para este objetivo la compañía ha estado trabajando en una tecnología llamada óptica plegada holográfica. Basado en esto creó un nuevo auricular de Realidad Virtual denominado Holocake 2.
Este prototipo logra ser bastante compacto gracias a la óptica plegada (también llamada óptica panqueque) y al ancho de sus lentes.
Para que las lentes de un visor VR funcionen deben estar a cierta distancia de la pantalla, para que se pueda enfocar la imagen. Sin embargo, con el uso de la óptica panqueque se puede reducir la distancia entre la lente y la pantalla al «doblar» el camino sobre si mismo.
Y mientras se va reduciendo la distancia, el grosor de las lentes se va notando mas en su limitación de la pantalla al ojo del usuario. Para combatir esto, Holocake 2 usa lentes holográficas que son mucho mas delgadas que las lentes tradicionales.
Estas lentes son en esencia películas holográficas delgadas que tienen un holograma de una lente tradicional incrustado dentro de ellas. Y a pesar de ser delgadas, logran manipular la luz de forma similar a la lente mas gruesa de la cual están modeladas.
“Este es nuestro primer intento de un auricular completamente funcional que aprovecha la óptica holográfica, y creemos que es posible una mayor miniaturización del auricular”, comenta Meta.
Holocake, no obstante, es un auricular que se debe conectar a la PC. Es decir, necesita volumen adicional, computo y batería, para lograr ser totalmente independiente como quiere Meta. Además, requiere una fuente de luz laser para que su óptica holográfica funcione correctamente. Y aun no se tiene el tamaño o costo necesarios para implementarse de verdad en un producto real.
Primer paso, Project Cambria
Si bien todo este avance se ve muy prometedor, equipos como Holocake 2 aun están a años de materializarse para el consumo público.
Meta en estos momentos se esta preparando para el lanzamiento de Project Cambria en, supuestamente, algunos meses. Este nuevo dispositivo de Realidad Mixta (MR), sin embargo, parece que implementará al menos la óptica plegada para ser mas compacto que las Quest. Es, al menos, un primer paso para lo que Meta tiene planeado para el expansivo mundo de la Realidad Virtual.
Puede ver la sesión informativa completa (en inglés) de Mark Zuckerberg y Michael Abrash en el siguiente enlace.
