Русский
Модули камер для устройств AR/VR: ключевые тенденции, формирующие будущее погружающих технологий
Создано 10.28
Индустрия AR/VR переживает беспрецедентный рост, при этом Statista прогнозирует, что глобальный объем рынка достигнет 48,8 миллиарда долларов к 2026 году. В центре этого расширения находится критически важный компонент, который часто игнорируется конечными пользователями:модули камеры. Эти крошечные, но мощные системы являются "глазами" устройств AR/VR, позволяя осуществлять всё, от отслеживания движений до картирования окружающей среды. По мере развития технологий погружения модули камер претерпевают быстрые инновации, чтобы удовлетворить требования к более реалистичным, отзывчивым и доступным опытам AR/VR. В этой статье мы исследуем самые значимые текущие тенденции в модулях камер AR/VR и их последствия для отрасли.
1. Миниатюризация без ущерба для производительности
Одной из самых насущных проблем для производителей устройств AR/VR является балансировка между форм-фактором и функциональностью. Ранние AR-гарнитуры, в частности, были громоздкими и неудобными, в значительной степени из-за чрезмерно больших камерных модулей. Сегодня тренд однозначно направлен на миниатюризацию, вызванную потребительским спросом на легкие, носимые устройства, которые можно использовать в течение нескольких часов без дискомфорта.
Ведущие производители компонентов достигают этого, используя современные методы микрообработки. Например, последние модули AR-камер от Qualcomm имеют размеры всего 5x5 мм, что на 40% меньше по сравнению с моделями 2022 года. Однако это уменьшение не происходит за счет производительности. Эти миниатюрные модули по-прежнему обеспечивают высокие частоты кадров (до 120 кадров в секунду) и широкоугольные объективы (FoV) — что необходимо для захвата полного объема окружения пользователя.
Влияние этой тенденции очевидно в потребительских товарах. Гарнитура Meta Quest 3, выпущенная в 2023 году, включает четыре компактных модуля камеры, которые на 30% меньше, чем в Quest 2, но обеспечивают превосходное качество передачи изображения. Эта миниатюризация также открыла двери для AR-очков, таких как XREAL Air 2, которые имеют стильный дизайн, сопоставимый с обычными солнечными очками, во многом благодаря крошечным высокопроизводительным модулям камеры.
2. Прыжок к более высокому разрешению и динамическому диапазону
По мере того как контент AR/VR становится все более сложным, пользователи ожидают визуализации, которые отражают реальную жизнь — и камеры справляются с этой задачей с более высоким разрешением и динамическим диапазоном. Традиционные камеры AR/VR ограничивались разрешением 1080p, но модули 4K теперь становятся стандартом в устройствах среднего и высокого класса, а варианты 8K появляются в профессиональном оборудовании.
Более высокое разрешение является преобразующим для ключевых функций AR/VR. Например, 4K-камерные модули в медицинских AR-гарнитурах позволяют хирургам видеть детализированные анатомические сканы, наложенные на тело пациента, с беспрецедентной четкостью. В VR более высокое разрешение передачи (возможность "смотреть сквозь" гарнитуру в реальный мир) устраняет "эффект сетчатого экрана" — зернистый визуальный артефакт, который долгое время беспокоил погружающие устройства.
Динамический диапазон — это еще одна область прогресса. Современные модули камер AR/VR могут справляться с экстремальными различиями в освещении, от яркого солнечного света на улице до тусклой внутренней обстановки, не переэкспонируя и не недоэкспонируя видеозапись. Это критически важно для опытов смешанной реальности (MR), где виртуальные объекты должны бесшовно интегрироваться с реальным миром. Компании, такие как Sony, возглавляют этот процесс, предлагая свои последние датчики IMX890 с 14 ступенями динамического диапазона, что на 27% лучше по сравнению с предыдущими поколениями.
3. Мультисенсорное слияние для повышения экологической осведомленности
Ушли в прошлое дни однообъективных AR/VR установок. Современные устройства полагаются на многосенсорное слияние — комбинирование данных с нескольких камер, а также других сенсоров, таких как акселерометры и гироскопы, для создания комплексного понимания окружения пользователя. Эта тенденция обусловлена необходимостью более точного отслеживания, лучшего распознавания объектов и более плавного погружения.
Типичная высококачественная гарнитура AR/VR теперь включает в себя сочетание различных типов камер: RGB-камеры для цветного зрения, камеры глубины для измерения расстояний и инфракрасные (ИК) камеры для отслеживания в условиях низкой освещенности. Например, Apple Vision Pro использует 12 модулей камер, включая две 6-мегапиксельные RGB-камеры, четыре камеры глубины и три ИК-камеры, чтобы обеспечить свои функции пространственных вычислений. Объединяя данные с этих датчиков, гарнитура может отслеживать движения глаз пользователя, жесты рук и положение тела с субмиллиметровой точностью.
Мультисенсорное слияние также позволяет более продвинутое картографирование окружающей среды. SLAM (одновременная локализация и картографирование), технология, которая позволяет устройствам картографировать неизвестные окружения, отслеживая свое собственное положение, значительно улучшается за счет использования нескольких камер. С данными с нескольких углов алгоритмы SLAM могут создавать более детализированные и точные 3D-карты пространств, что является необходимым для таких приложений, как виртуальный интерьерный дизайн и промышленное AR-обучение.
4. Низкопотребляющие конструкции для увеличенного времени работы от батареи
Срок службы батареи всегда был проблемой для устройств AR/VR. Модули камер являются одними из самых энергоемких компонентов, так как они постоянно захватывают и обрабатывают данные. Чтобы решить эту проблему, производители придают приоритет низкопотребляющим дизайнам в своих последних модулях камер — тенденция, которая становится все более важной по мере того, как устройства AR/VR становятся более портативными.
Несколько технологий способствуют этому сдвигу. Одна из них — это объединение пикселей, которое комбинирует данные с нескольких пикселей, чтобы уменьшить объем необходимой обработки, тем самым снижая потребление энергии. Например, датчики OV6211 от OmniVision используют 4-в-1 объединение пикселей, чтобы обеспечить разрешение 1080p при всего лишь 50 мВт мощности, что вдвое меньше, чем у не объединенных альтернатив.
Еще одной инновацией являются адаптивные частоты кадров. Камера модули теперь могут регулировать свою частоту кадров в зависимости от выполняемой задачи — используя 120 кадров в секунду для быстро движущихся VR-игр и снижая до 30 кадров в секунду для статических AR-приложений, таких как чтение текста. Это динамическое регулирование может снизить потребление энергии до 35%, согласно тестам Ассоциации VR/AR.
Преимущества модулей камер с низким энергопотреблением очевидны. Пользователи последних AR-очков теперь могут наслаждаться до 6 часов непрерывного использования на одном заряде, по сравнению с 2-3 часами всего два года назад. Для VR-гарнитур увеличенное время работы от батареи означает меньшее количество перерывов во время длительных игровых сессий или рабочих встреч.
5. Интеграция ИИ для интеллектуальной обработки
Искусственный интеллект (AI) революционизирует почти каждую технологическую отрасль, и модули камер AR/VR не являются исключением. Современные модули все чаще включают в себя чипы AI на устройстве для обеспечения интеллектуальной обработки в реальном времени, что снижает зависимость от облачных вычислений и улучшает время отклика.
Модули камер с поддержкой ИИ превосходно справляются с распознаванием объектов и пониманием сцен. Например, AR-приложение для розничной торговли может использовать модуль камеры с встроенным ИИ для мгновенного определения продукта, который держит пользователь, и отображения соответствующей информации (например, сравнений цен или отзывов), наложенной на объект. В промышленных условиях модули камер с ИИ могут обнаруживать дефекты в оборудовании во время проверок обслуживания с помощью AR, предупреждая техников о проблемах до их усугубления.
Искусственный интеллект также улучшает взаимодействие с пользователем. Камера с модулями ИИ может распознавать жесты рук и выражения лиц без необходимости в дополнительных контроллерах. Система отслеживания рук Meta Quest 3, работающая на основе данных с камеры, обработанных ИИ, позволяет пользователям манипулировать виртуальными объектами с помощью естественных движений, таких как сжатие и перетаскивание. Этот уровень интуитивности был невозможен с более ранними системами камер без ИИ.
На устройстве ИИ также решает проблемы конфиденциальности. Обрабатывая данные локально (вместо того чтобы отправлять их в облако), модули камер снижают риск раскрытия конфиденциальной информации. Это ключевой аргумент в пользу корпоративных решений AR/VR, где безопасность данных является главным приоритетом.
6. Достижения в технологии 3D-датчиков
3D-датчики являются основой для создания реалистичных AR/VR-опытов, так как они позволяют устройствам воспринимать глубину и форму реального мира. В последние годы наблюдаются значительные достижения в модулях 3D-датчиков, при этом двумя технологиями, которые ведут в этом направлении, являются структурированный свет и время пролета (ToF).
Системы структурированного света проецируют узор точек или линий на сцену и используют камеру для захвата того, как узор искажается. Это искажение затем используется для расчета глубины. Apple давно использует структурированный свет в своей системе Face ID, и эта технология теперь проникает в устройства AR/VR. Структурированный свет предлагает высокую точность (до 1 мм), но ограничен расстоянием, обычно лучше всего работает на расстоянии до 2 метров.
Технология ToF, напротив, измеряет время, необходимое для того, чтобы свет прошел от камеры до объекта и обратно. Это позволяет осуществлять 3D-датирование на большем расстоянии (до 10 метров) и хорошо работает в различных условиях освещения. Последние модули AR-камер Samsung используют технологию ToF для обеспечения точного пространственного картирования, что делает их идеальными для масштабных VR-сред, таких как виртуальные концерты.
Новая разработка в области 3D-датчиков — это интеграция LiDAR (Light Detection and Ranging). Датчики LiDAR, которые используют лазерные импульсы для измерения расстояния, комбинируются с традиционными камерами для создания ультраподробных 3D-карт. Камера модуля Apple Vision Pro с поддержкой LiDAR может создать 3D-карту комнаты менее чем за секунду, позволяя виртуальным объектам взаимодействовать с реальными поверхностями (например, виртуальная чашка, стоящая на реальном столе) с замечательной реалистичностью.
Заключение: Будущее модулей камер AR/VR
Тенденции, формирующие модули камер AR/VR — миниатюризация, более высокое разрешение, мультисенсорная фузия, низкопотребляющие конструкции, интеграция ИИ и продвинутое 3D-ощущение — все работают на общую цель: создание более погружающих, интуитивно понятных и доступных AR/VR-опытов. Поскольку эти технологии продолжают развиваться, мы можем ожидать появления еще более революционных приложений, от здравоохранения и образования до развлечений и бизнеса.
Для потребителей это означает более легкие и удобные устройства с визуальными эффектами, сопоставимыми с реальной жизнью. Для бизнеса это означает более мощные инструменты для обучения, дизайна и взаимодействия с клиентами. А для индустрии AR/VR в целом модули камер останутся критически важным двигателем инноваций, расширяя границы того, что может достичь погружающая технология.
Смотря в будущее, одно ясно: "глаза" устройств AR/VR становятся более четкими, умными и эффективными — и это хорошая новость для всех, кто хочет погрузиться в более захватывающий мир.
Контакт
Оставьте свои контактные данные, и мы свяжемся с вами.
WhatsApp
WeChat