أصدرت شركة ميتا المالكة لموقع فيسبوك بيان اليوم عن حدث “Inside the Lab” وتحدثت عن متطلبات بناء شاشات الجيل التالي للواقع الافتراضي والواقع المعزَّز, وقامت الآن بصناعة شاشات ثلاثية الأبعاد تماثل دقة وواقعية العالم الفعلي، وسيتطلَّب الأمر حل بعض التحديات الأساسية والتي سنناقشها اليوم.
أضافت إن هذه المشكلات الآن مثيرة للغاية لأنها تتعلق بالكامل بكيفية إدراكنا للأشياء بشكل مادي وكيفية معالجة أعيننا للإشارات البصرية وكيفية ترجمة عقولنا لها من أجل بناء نموذج للعالم.
أصبح الأمر أكثر عمقًا ولدي بعض النماذج الأولية التي كنا نعمل عليها في معاملنا لأعرضها عليكم، وسينضم إلينا اليوم أيضًا كبير علماء معامل تطوير تقنيات الواقع الافتراضي “مايكل أبراش”.
ستُتيح الشاشات التي تلائم الإمكانات الكاملة للرؤية البشرية بعض الأشياء الهامة للغاية؛ أولها الشعور الفعلي بالحضور، وهو الشعور بالتواجد مع شخص ما أو التواجد في مكان ما كما لو كنت هناك بالفعل.
وتابعت: بالنظر إلى اهتمامنا بمساعدة الأشخاص على التواصل، ستتمكن من إدراك سبب أهمية ذلك.
ووفقا للبيان قال مارك زوكربيرج مؤسس فيسبوك أنه في أحد الأيام كنت أختبر بعض عملنا في مجال رسومات الأفاتار الواقعية، فكانت تجربة مختلطة بالواقع. حيث تتمكن من رؤية الأجواء المحيطة بك والغرفة التي تتواجد بها وكل شيء يبدو كما هو عليه إذا قمت بخلع نظارة الرأس من حولك، فيما عدا أن هناك شخصًا معك ويمكنك التجول حوله. يمكنك رؤيته يتحرك. يمكنك الشعور بأنه موجود بالفعل.
ويمكنك التخيل إذا كان ذلك الشخص من عائلتك ويعيش بعيدًا أو شخصًا ما تتعاون معه في مشروع أو حتى فنان تحبه.
كما يمكنك تخيل ما قد يبدو عليه الشعور بأنه موجود هنا بالفعل وبأنكما معًا جسديًا. لذا؛ فهذا هو الحضور. وهو ما أعنيه حين أقول هذه الكلمة.
مارك: لذا؛ بإمكان أنظمة الواقع الافتراضي الحالية بالفعل منحك الشعور بالتواجد في مكان آخر. ومن الصعب وصف مدى عمق هذا الأمر. فهو شيء تحتاج بشكل ما إلى تجربته بنفسك. إلا أنه لا يزال أمامنا طريق طويل في مجال الشاشات ومجموعات الجرافيكس قبل أن نتمكَّن من الوصول إلى الواقعية البصرية. والسبب وراء ذلك هو أن الجهاز البصري البشري مدمج بعمق. فمجرد رؤية صورة تبدو واقعية ليست كافية.
للإحساس بهذا الشعور بالمحاكاة، تحتاج أيضًا إلى كل الإشارات البصرية الأخرى. وهي مشكلة أكثر تعقيدًا من مجرد عرض صورة تبدو واقعية على شاشة كمبيوتر أو تليفزيون. تحتاج إلى شاشات مجسَّمة لإنشاء صور ثلاثية الأبعاد. تحتاج إلى أن تتمكن من عرض الأشياء وتركيز عينيك على أبعاد مختلفة، وهو أمر مختلف عن الشاشة أو العروض التقليدية والتي تحتاج فيها إلى التركيز على بُعد واحد فقط، حيث تمسك بهاتفك أو حيث توجد شاشتك. تحتاج إلى شاشة يمكنها تغطية زاوية أكثر اتساعًا من مجال رؤيتك بدرجة أكبر من الشاشات التقليدية.
إن امتلاك دقة تماثل مستوى دقة شبكية العين عبر مجال الرؤية بالكامل يتطلَّب طريقة تتضمن المزيد من وحدات البيكسل أكثر من تلك الموجودة في الشاشة التقليدية. تحتاج إلى شاشات يمكنها مقاربة السطوع والنطاق الديناميكي للعالم الفعلي، مما يتطلَّب قرابة عشرة أضعاف السطوع أكثر مما نحصل عليه في أجهزة التليفزيون عالية الدقة اليوم.
تحتاج إلى تتبُّع حركة واقعي يتسم بمعدل تأخير منخفض؛ حتي تشعر عندما تقوم بتدوير رأسك كأنه في الوضع الصحيح في عالم المحاكاة الذي تتواجد به. وبعد ذلك، لتتمكَّن من تفعيل كل وحدات البيكسل هذه على الشاشة، تحتاج إلى بناء دفق جرافيكس يمكنه تحقيق أفضل أداء من وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات والذي يمكننا دمجه في نظارة رأس بدون أن يؤدي ذلك إلى زيادة درجة حرارتها مما قد يستنزف بطاريتك بسرعة أو يولِّد الكثير من الحرارة المادية بدرجة تزيد من حرارتها على رأسك. وبالتأكيد تحتاج إلى دمج كل ذلك في جهاز يمكن ارتداؤه بشكل مريح. وبذلك؛ فإنه إذا تم تنفيذ أي من هذه الأشياء بشكل غير صحيح، فسيؤدى ذلك إلى إفساد هذا الشعور بالمحاكاة؛ وستشعر بذلك بالفعل أكثر مما قد تشعر به على الشاشات ثنائية الأبعاد حاليًا.
لذا؛ فقد قمنا بحل بعض هذه التحديات بالفعل، أما فيما يتعلق بالمشكلات الأخرى، فلا يزال أمامنا الكثير من العمل لنقوم به. ولبناء هذه الأجهزة، فهو جهد مدمج يتضمن ليست الشاشات فقط، بل أيضًا عمل حديث على البرنامج ومادة السيليكون وأجهزة الاستشعار وغيرها من الأجهزة التي يجب أن تعمل معًا بسلاسة.
ولكننا سنركِّز اليوم على نظام العرض فقط؛ فهي الحلقة الأخيرة في السلسلة. هي المكونات التي تستقبل مخرجات الرسومات المعروضة وتحولها إلى فوتونات يمكن لعينيك رؤيتها. ومن الواضح أنها خطوة هامة، وكانت معرفة ما يتعين علينا القيام به لإتمامها على أكمل وجه ممكن هي مصدر الإلهام لما نطلق عليه داخليًا اختبار تورنج البصري. ولنتحدث أكثر حول اختبار تورنج البصري، أوَّد تقديم “مايكل أبراش” لتوضيح المزيد حول ذلك. مايكل؟
مارك: إذن فالشيء الأساسي هنا هو محاولة عينيك التركيز وعدم قدرتك على القيام بذلك؛ نظرًا لأن شاشة العرض موجودة على مسافة ثابتة. أثناء عملنا على ذلك، قمنا بتركيز بحثنا على منطقتين أساسيتين نرى أنه لديهما أفضل الفرص لتحقيق التقدم في هذه النقطة. أولهما وهي الأكثر وضوحًا كما ذكرت، الدقة. وكما تعلم، فهي ما يفكِّر فيه غالبية الأشخاص عند التحدث حول جودة الشاشة. وحتى فيما يتعلق بهذا الأمر، فإن الواقع الافتراضي يطرح بعض التحديات الفريدة مقارنةً بالشاشات التقليدية؛ ربما يمكنك التحدث عن ذلك.
مارك: إذن فالتحدي الذي وضعناه لأنفسنا هنا هو اكتشاف ما يتطلبه الأمر لصناعة نظارة رأس بدقة تماثل دقة شبكية العين. وذلك يعني السعي نحو تحقيق حوالي 60 وحدة بيكسل لكل درجة في الشاشة، وهو قرابة بضعة أضعاف مما يوجد اليوم. كان على فريق أبحاث أنظمة العرض لدينا أن يتسم بدرجة كبيرة من الإبداع لتحقيق ذلك.
إليكم نظرة على نموذج أولي يُدعى “Butterscotch” يتمتع بدقة كافية تمكِّنكم من قراءة سطر برؤية 20/20 في مخطط العين بتقنية الواقع الافتراضي، وهو النوع الذي قد تستخدمه إذا كنت ستجري اختبار رؤية لمعرفة إذا ما كنت بحاجة إلى نظارة طبية. وهذه النماذج الأولية، وهي نماذج مخصصة قمنا ببنائها في معملنا، وليست منتجات للبيع يمكنكم شراؤها. ولكن حينما قمت بتجربتها، كانت تجربة مذهلة للغاية، وبإمكانكم رؤية الصورة بدقة لا تُصدق.
مارك: لذا فهذا يُعَد تحسنًا كبيرًا. إن تتبُّع العين أيضًا هي تكنولوجيا غير مقدرة حق قدرها فيما يتعلق بالواقع الافتراض والواقع المعزَّز. فهي كيفية إدراك النظام لما يجب التركيز عليه، وكيفية تصحيح التشوهات البصرية، وأجزاء الصورة التي يجب تخصيص المزيد من الموارد من أجل عرضها بأدق التفاصيل. ويمثِّل الجزء الأخير أهمية بالغة نظرًا لأن أغلفة الحرارة والطاقة في نظارات الرأس الأصغر حجمًا مقيَّدة للغاية بالنسبة لأجهزة يمكن ارتداؤها فتحاول دائمًا تحقيق أفضل أداء ممكن من النظام، وإذا كان بإمكانك فقط عرض الأجزاء التي تركز عليها بأكبر قدر من التفاصيل، مع وجود الهوامش بدقة أقل مثل الجهاز البصري البشري، فقد يُعَد ذلك تحسنًا هامًا.
وينقلنا ذلك إلى آخر القيود الرئيسية في تكنولوجيا الشاشة، وهو أمر هام أيضًا؛ نظرًا لأنه على الرغم من أن الدقة والبُعد البؤري المتغير والتشويش جميعها تمثل إسهامات مجدية في الواقعية، إلا أن الجانب الملموس الأكثر أهمية بينها جميعًا هو المدى الديناميكي العالي أو HDR. بصفة أساسية، هو إجمالي السطوع والتباين للشاشة، نظرًا لأن تجربتنا هي أنه أثناء سطوع الإضاءة، فإنك ترى الألوان متألقة والظلال داكنة وهكذا تبدو المشاهد طبيعية. ولكن المشكلة الآن هي أن درجة سطوع الشاشات لدينا متأخرة مقارنةً بما تراه الأعين في العالم الفعلي بدرجة كبيرة. فلنتحدث حول ذلك بمزيد من التفاصيل.
مارك: لذا فإننا بحاجة للوصول إلى مستويات سطوع أكبر بدرجة ملحوظة مما نشير إليه بـ HDR على الشاشات التقليدية الآن. ومن ثَم فإن التحدي بالتأكيد هو أننا نحتاج إلى صنع شيء يتم تشغيله ببطارية ويمكن ارتداؤه بشكل مريح. ولاكتشاف أفضل مسار تجاه ذلك، فإن فريق أبحاث أنظمة العرض لدينا قام ببناء هذا النموذج الأولي، أو أعتقد أنه جزء من النموذج الأولي حيث وُضع مصباح ساطع للغاية خلف لوحات تحكم LCD.
إلا أنه ثقيل للغاية، لذا فقد توصلنا إلى هذه المقابض حتى تتمكن من الإمساك به هكذا. ولكن على حد علمنا، فهو أول نظام واقع افتراضي HDR وندعوه داخليًا “Starburst”. وذلك، لنكن واضحين، غير عملي إلى حد كبير في هذا الجيل الأول بالنسبة لشيء يمكن طرحه في الأسواق كمنتج. لكننا نستخدمه للاختبار ولإجراء المزيد من الدراسات حتى نتمكن من فهم ما قد تبدو عليه التجربة.
والهدف من كل هذا العمل هو تحديد المسارات الفنية التي ستُتيح لنا التحسين بشكل هادف بطرق تبدأ بتناول الواقعية البصرية التي نحتاج إليها. وإذا ما كان بإمكاننا تحقيق التقدم الكافي في الدقة المماثلة لدقة الشبكية، وإذا ما كان بإمكاننا بناء أنظمة مناسبة للعمق البؤري، وإذا ما كان بإمكاننا الحد من التشويه البصري وزيادة السطوع بدرجة هائلة، فستكون لدينا فرصة حقيقية بشكل عام لإنشاء الشاشات التي بإمكانها تحقيق التوازن بين كل جوانب الجمال والتعقيد للبيئات المادية.
ولكن ذلك سيستغرق عددًا من التكرارات لكل من هذه التقنيات لتحقيق ذلك، ومن ثَم فعلينا دمجها جميعًا معًا. لذا فإننا نتطلَّع أيضًا إلى المزيد من الحلول التي قد تمكِّننا من التقدم بخطوات كبيرة للأمام.
وفي الوقت ذاته، نحن نعمل على كيفية حزم كل هذه التقنيات المختلفة في نظارات أصغر وأخف وزنًا وأخيرًا ذات سعر مناسب. فإننا الآن لدينا شيئان إضافيان لنوضح لك أننا نخطو بالفعل في هذا الاتجاه، في محاولة لاستغلال كل ما تعلمناه من بحثنا ومحاولةً لتجميعها معًا في نظارات صغيرة الحجم بإمكانها الوصول بنا إلى الواقعية البصرية بشكل معقول. وكل هذه لا تزال مجرد نماذج أولية، إلا أنها تمثِّل خطوات فعَّالة للغاية نحو التكنولوجيا التي قد تعرض يومًا ما منتجات رائدة. وأول ما سنعرضه هو جهاز تجريبي قام بتجميع بعض أحدث الأبحاث البصرية في نظارة عملية لا تشبه أي شيء موجود الآن.
وتلك التي نطلق عليها “Holocake 2”. هي أرفع وأخف نظارة واقع افتراضي قمنا بتصميمها، وبإمكانها تشغيل أي عنوان واقع افتراضي حالي على أجهزة الكمبيوتر. في غالبية نظارات الواقع الافتراضي، تكون العدسات سميكة للغاية ويجب أن يتم وضعها على بُعد بوصات قليلة من الشاشة حتى تتمكن من التركيز بشكل صحيح وتوجيه الضوء إلى عينيك مباشرةً. وهو ما يمنح النظارات هذا المظهر حيث تكون ثقيلة الحجم من الأمام، إلا أنHolocake 2 تمتلك تقنيتين جديدتين للتغلب على ذلك. الأولى هي أنه بدلاً من إرسال الضوء عبر العدسات، فإننا نقوم بإرسالها عبر تصوير مجسم للعدسة. وتُعَد الصور المجسمة أساسًا تسجيلات لما يحدث أثناء سقوط الضوء على جسم ما. ونظرًا لأن البصريات المجسمة مسطحة بدرجة أكبر من الجسم ذاته، فإن بصريات الصور المجسمة مسطحة بدرجة أكبر من العدسات التي تمثلها، ولكنها تؤثر في الضوء الوارد بنفس الطريقة؛ لذا فهي حيلة دقيقة للغاية.
التكنولوجيا الجديدة الثانية هي أنها تستخدم انعكاسًا مستقطبًا للحد من تأثير المسافة بين الشاشة والعين. فبدلاً من الانتقال من لوحة التحكم عبر عدسة ثم إلى العين، يتم استقطاب الضوء حتى يتردد ذهابًا وإيابًا بين الأسطح العاكسة عدة مرات. وهذا يعني أنه بإمكانه أن يقطع إجمالي المسافة ذاتها، ولكن في حزمة أصغر بكثير. فكانت النتيجة هذا النموذج الأولي الأرفع والأخف من أي تكوين آخر. ولكن كمثل أي شيء، فإنك عندما تقوم ببناء هذه الأنظمة المُدمجة، تكون هناك مفاضلات ومشكلات. فهل تريد شرح ذلك، مايكل؟
مايكل أبراش: نعم. تتمثَّل المشكلة في تحديد مصدر الضوء المناسب. لذا، يحتاجHolocakeإلى أشعة ليزر مخصصة، تختلف بدرجة كبيرة عن مصابيح LED التي يتم استخدامها في نظارات الواقع الافتراضي حاليًا. لم يَعُد الليزر اليوم شيئًا غريبًا، لكنه غير موجود في الكثير من المنتجات الاستهلاكية بالأداء والحجم والسعر الذي تحتاجه لنظارات الواقع الافتراضي للمستهلكين. فإننا سنحتاج للقيام بالكثير من الأعمال الهندسية للوصول إلى شعاع ليزر مناسب للعميل يُلبي مواصفاتنا، أي أن يكون آمنًا ومنخفض التكلفة وفعَّالاً ويمكن دمجه في نظارة واقع افتراضي صغيرة. واعتبارًا من اليوم، لا يزال البحث قائمًا عن مصادر ليزر مناسبة، ولكن إذا ثبت أنها قابلة للتتبُّع، فسيكون هناك مسار واضح لشاشات الواقع الافتراضي التي تشبه النظارة الشمسية.
