曲面顯示器開創沉浸式視覺感受,啟動裸眼元宇宙應用

「元宇宙」的概念及應用持續是當前全球科技產業關注的焦點,各個科技巨頭爭相投入軟硬體開發,探索更多可能。元宇宙當前的實踐,主要仰賴虛實整合,使用者需透過不同的人機介面,串連起真實空間跟虛擬世界,進而開拓不同應用契機。
 
AR、VR 等穿戴設備是當前許多廠商推動的媒介之一,不過現階段的穿戴設備,仍無法在沉浸感與穿戴舒適度之間找到平衡點。VR 裝置雖然能帶來身歷其境的感受,但厚重的機體無法長時間配戴,暈眩的問題更是令不少人敬而遠之;投影的 AR 眼鏡較為輕巧,但容易受到實際使用環境的干擾,無法真正沉浸於虛擬世界中。
 
裸眼元宇宙因此成為另一條途徑,透過帶有弧度的中大型的 LED 曲面顯示器,完整包裹人眼的視線範圍,讓使用者無需穿戴裝置,也能融入元宇宙的情境,更突破單人使用的限制,能夠打造大型的虛擬實境場景。
 
曲面顯示器如何打造真實感?浸係數是關鍵
 
心理學家 Mihaly Csikszentmihalyi 在1972年提出「心流理論 (Flow Theory)」,指出當人全神專注投入一項活動時,便會進感受到心智的振奮跟愉悅感,即為當前「沉浸感」研究的開端。
 
根據研究,在五感的體驗中,視覺是決定沉浸感的關鍵。為了讓虛擬的元宇宙空間帶來更真實的感受,提升視覺的沉浸感,是當前人機介面發展的核心。而曲面 LED 直顯顯示器,正好能夠滿足各種虛擬應用對沉浸感的需求。
 
LED 直顯曲面顯示器所帶來擬真的視覺感受,可以透過計算「沉浸係數」來量化。人類的雙眼在真實世界中所能看見的視野有固定的範圍,大概在水平 160 度跟垂直 135 度的立體空間內,約為 360 度全方位視野的 1/6。聚積科技提出視覺沉浸係數公式(Immersive Index),透過計算顯示器的面積所佔人類視野面積的比例,導出沉浸係數,當沉浸係數愈高,其帶來的真實感受就愈明顯。經聚積科技內部實驗測試,當沉浸係數大於 0.3 時,即能呈現高度擬真的顯示效果。而曲面顯示器具備之高沉浸係數,正好能提供完整的視覺包覆性,打造更佳的沉浸感受,使元宇宙的世界更具說服力。
 
此外,維持相同的視野距離,讓畫面更貼近真實世界中的呈現方式,也是另一項深化沉浸感的要素。一般平面顯示器的畫面邊緣,常因為視覺角度的關係導致變形失真,但曲面顯示器因具備包覆性,讓人眼在觀看不同角度的畫面時,都能維持相同的視野距離,不僅降低畫面邊緣變形的問題,更提升視覺的舒適度,讓人可透過虛擬的場面進入沉浸狀態。
 
LED 直顯技術突破框架,擬真畫面滿足多元模擬器需求
 
展現生動畫面,且具備高度沉浸感的曲面顯示器,不僅為未來的元宇宙虛實整合鋪路,現階段也開始支援不同需求,包括為影視娛樂打造虛擬攝影棚,以及提供交通機具操作訓練的模擬等,實現更具真實感的應用。
 
疫情以來,全球影視製作過往移地出外拍攝的方式備受限制,對虛擬攝影棚的需求大幅提升。以 LED 曲面顯示器打造的攝影棚,能營造自然真實的場景,不僅讓演員及創作者能快速融入情境氛圍,更節省了後置作業成本,近來逐漸成為影視產業的首選。小間距 LED 曲面顯示器以帶有沉浸感的畫面,以3D立體建模技術, 讓攝影鏡頭沉浸在虛擬的實境中, 也讓觀眾沉浸在劇組營造的場景氛圍中。
 
SONY 在日本設立的「清澄白河 Base」虛擬工作室,便採用旗下的 Crystal LED B 曲面顯示器,由超高解析度的畫面實現真實場景。三星則攜手韓國娛樂公司,將 micro-LED 顯示器 The Wall 拼接成曲面,製作出超過 1,000 吋的巨型螢幕。在台灣,知名影視製作團隊「夢想動畫」和「米斯全媒體影棚」也和聚積科技合作,建置全台首座虛擬攝影棚以及全台首座電影等級之虛擬攝影棚,讓影視製作人能盡情揮創意。
 
圖說:夢想動畫的虛擬攝影棚
 
另一方面,大型重機具及專業駕駛的模擬器,也對沉浸感有高度需求。這些要求高專業度的機具、列車、飛機、船舶駕駛,在駕駛員正式實機操作前,都需要經過反覆的模擬演練,以確保操作的安全及正確性。使用 LED 曲面直顯顯示器的模擬器,有助於大幅提升擬真性跟沉浸感,讓使用人員能夠在機台上能身歷其境地操作或駕駛。以飛機駕駛為例,曲面顯示器呈現的影像,能展示具備真實感的地貌、氣象所帶來的動態情境,沉浸效果讓飛行員體驗真實臨場感;除一般正常駕駛的操作以外,更可以模擬出如單邊引擎失靈、濃霧中飛行、迫降等正常飛行中難以訓練的項目,強化飛行員遇見突發狀況下的危機處理能力。
 
過往的模擬器雖然也以LCD顯示器拼接來達到弧面效果,但 LCD 螢幕無法脫離邊框的限制,畫面無法避免有分割線,故擬真性也因此大打折扣。LED 曲面直顯顯示器能藉由模組拼接達到 1000R 使用者期望的曲率,及無邊框設計,完整包覆人眼視線,滿足高沉浸感的需求,支援各種不同的模擬器。目前已經有諸多產業逐步導入,包含台灣勞動部也有意推動使用重機具模擬器的駕駛檢定。
 

圖說:模擬器
 
驅動晶片支援LED 曲面直顯技術,強化浸擬真體驗
 
曲面顯示器所建構的沉浸式虛擬世界,需要流暢跟清晰的畫面來強調真實感,LED 驅動晶片因此扮演著關鍵角色。驅動晶片廠商聚積旗下的產品線,以MBI5264為開始,針對沉浸式應用持續推出多種解決方案,包括MBI5754、MBI5762 以及 MBI5265。
 
MBI5754、MBI5762皆為共陰極產品,聚積的共陰極架構獲得美國專利,協助客戶使用時無專利顧忌。MBI5754在64掃時可達到聚積卓越級HDR標準:16-bit/ 3,840Hz;而 MBI5762 則是特別針對虛擬製作所研發的驅動晶片,最適於電影拍攝的規格為16掃/ 16-bit/ 7,680Hz/ 240 幀率,其具備的「超視覺運算」技術,在修飾包含掃描線以及低灰刷新不足的畫面瑕疵上,有著卓越表現。
 
聚積也推出可支援最高 96 行掃的共陽極架構 MBI5265,應用於 LED 驅動晶片用量大的小間距顯示器,可降低晶片使用量,4K解析度/ 0.9375mm間距的LED顯示屏可省下32,400顆驅動晶片,進而減少了熱功耗;此外,顯示規格最高可達16-bit/ 7,680Hz,而高掃規格所帶來明顯的高對比干擾也在MBI5265做了優化提升。
 
聚積以驅動晶片所造就的擬真畫質,帶給體驗者前所未有的沉浸感受,為元宇宙在不同場景下的應用趨勢做好準備。
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