Hodemontert skjerm

En HTC Vive (2015).
EyeTap , en ekstremt liten hodemontert skjerm for utvidet virkelighet
En videobrille
Cinemizer videobriller
US Navy fallskjermhoppere som praktiserer nesten fallskjermhopping med hodemonterte skjermer

En hodemontert skjerm [ ˈhedmaʊntɪd dɪˈspleɪ ] (bokstavelig talt “skjerm festet til hodet ”), eller kort sagt HMD , er en visuell utgangsenhet som kan brukes på hodet . Den presenterer enten bilder på en skjerm nær øyet eller projiserer dem direkte på netthinnen (se virtuell netthinnedisplay ). Det finnes forskjellige former for HMD-enheter, som har forskjellige navn, avhengig av utstyret (se skjemaer).

arter

Det finnes forskjellige typer hodemonterte skjermer, som er utstyrt forskjellig avhengig av tiltenkt bruk.

Videobriller

Den enkleste formen for en hodemontert skjerm er videobriller, som er briller uten ekstra sensorer. Disse brillene består av et hodebånd, to små skjermer, hodetelefoner eller ørepropper og vanligvis ekstra skjermer som gjør at videoinformasjon kan vises uforstyrret av eksterne optiske stimuli. Videobriller brukes i privat sektor for å se DVDer eller TV-programmer, samt for dataspill. Innen det medisinske feltet kan systemene brukes til å avlede frykt eller smerte, for eksempel hos tannlegen eller annen poliklinisk behandling.

FPV-briller

FPV- briller er en spesiell form for videobriller. Utstyrt som vanlige videobriller, er det også et modulspor på siden av brillene. Her brukes en 5,8 GHz-modul for å motta videobildet fra et quadrocopter. Med FPV-brillene er det mulig å motta live videobildet av quadrocopteret. Hele racing-serien er opprettet rundt FPV-brillene - den såkalte FPV-racing .

Virtual reality-hodesett

Et virtuelt virkelighetshodesett har også sensorer for å oppdage hodets bevegelse . Dette gjør at visningen av den beregnede grafikken kan tilpasses brukerens bevegelser. Datahansker eller en 3D-mus kan brukes som ekstra inngangsenheter . Noen systemer bruker også berøringsfri kontroll ved bruk av bevegelsesgjenkjenning , som kan bruke maskinsynteknikker .

AR-briller

De utvidet virkelighet briller (også kalt databriller) nesten prosjektinformasjon foran øynene på glassene brukeren, mens de fortsatt ikke er visuelt skjermet fra omverdenen. Internett-sider kan vises forskjellig fra briller til briller (vises på Google Glass ), men også "hologrammer", dvs. H. 3D-grafikk projiseres i synsfeltet (f.eks. Med Microsoft HoloLens ). Videre bruk EyeTaps , head-up-skjermer og kontaktlinser . Systemer som brukes til å generere kunstige hologrammer , som f.eks. B. Microsoft HoloLens.

Hjelmmontert skjerm

Hjelmmontert skjerm er en spesiell form for HMD . Her er HMD en del av en hjelm, for eksempel en hjelm for piloter.

Effekt og fordel

På grunn av den fysiske nærheten ser bildene på hodemonterte skjermer seg betydelig større ut enn de frittstående skjermene og dekker i ekstreme tilfeller til og med hele brukerens synsfelt. Siden skjermen følger alle brukerens hodebevegelser gjennom hodefeste, får han følelsen av å bevege seg direkte i bildelandskapet som genereres av datamaskinen. Noen hodemonterte skjermer isolerer brukeren fra andre visuelle inntrykk av miljøet og lar dem bli fullstendig nedsenket i virtuell virkelighet . Andre blander eksterne og datorgenererte bilder, slik at bæreren deres oppfatter kunstige gjenstander av utvidet virkelighet som en del av den håndfaste verdenen.

I prinsippet kan hodemonterte skjermer brukes som en praktisk erstatning for skjermer og for eksempel muliggjøre visning og redigering av videomateriale med ekstremt store bildedimensjoner. Ved å fordype brukeren i virtuell virkelighet, kan de la potensielle piloter og tankdrivere praktisere kompleks kjøretøydrift og medisinske fagpersoner risikable operasjonsteknikker på datamaskinen og tilby spillere av 3D-dataspill den største mulige form for realisme til dags dato. Den semi-gjennomsiktige utvidede virkeligheten gir muligheten til å vise all slags informasjon direkte i omgivelsene, med utgangspunkt i turistinformasjon om severdigheter til veibeskrivelse opp til neste trinn i varmeinstallasjonen; Kombinert med andre systemer kan synssansen utvides til å omfatte varmepersepsjon eller “røntgensyn”.

historie

  • 1957: Morton Heilig ( en: Morton Heilig ) sender patentsøknaden for sitt "Stereoscopic-Television Apparatus for Individual Use" (også kalt "Telesphere Mask") til US Patent Office, som blir gitt i 1960. Den Telesphere Mask kan bli sett på som den første HMD for visning av tredimensjonale bilder i bevegelse, men det hadde ikke hodet sporing .
  • 1966: Ivan Sutherland ( MIT ) og Raymond Goertz ( Argonne National Laboratory ) eksperimenterer med en HMD- prototype og en datahanske .
  • 1968: Ivan Sutherland bygger den første funksjonelle hodemonterte skjermen med hodesporing , det såkalte "Damocles sverd" (en: Damocles sverd ). Denne HMD er så tung at den også må bæres av taket.
  • 1985: På Ames Research Center , et NASA- forskningssenter , utvikles applikasjoner for virtual reality . Arbeidsstasjonen VIEW er opprettet .
  • 1985: Militæret utvikler Integrated Helmet and Display Sight System for Hughes AH-64 . Dette systemet er integrert i pilotens hjelm. Den er blant annet utstyrt med en projeksjonsflate foran høyre øye, et nattesynsapparat og et hode- / siktesystem for tilkobling av helikopteret.
  • 1991: Virtual Retinal Display er utviklet i Human Interface Technology Lab (HIT).
  • 1993: Columbia State University forskere bruker en bærbar datamaskin som viser informasjon på dataglass i stedet for på en skjerm.
  • 1994: Steve Mann , professor ved MIT, som har eksperimentert med bærbare datamaskiner siden 1980-tallet , kobler deg til et webkamera . Han lager de resulterende bildene på Internett via radio. Han kommenterer dette med ordene: "Det er gøy å være en cyborg."
  • 1994: Med Forte VFX1 vises en av de første VR-hjelmene, som er rimelig for sluttbrukere. Noen kjente dataspillprodusenter støtter VR-hjelmen.
  • 2000: Microvisione utviklet en HDTV -HMD med 1920 × 1080 piksler for luftforsvaret .
  • 2003: Serieproduksjon av Eurofighter begynner, pilotene er utstyrt med en HMD.
  • 2006: eMagin introduserer en ny HMD. Med navnet Eyebud 800 er den ment for direkte tilkobling til Apple iPod .
  • 2007: Scalar kunngjør elektriske motordrevne, lette cyberbriller i stort antall for 2008.
  • 2009: Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems (IPMS) i Dresden presenterer interaktive databriller som kan utløse kontrollprosesser gjennom øyebevegelser.
  • 2011: Sony introduserer HMZ-T1, den første 3D-kompatible HMD med HD- OLED- skjerm.
  • 2012: John Carmack presenterer en spesialdesignet HMD på E3 , som kombinerer et stort synsfelt (rundt 90 °) med lav ventetid (rundt 20 ms) og en potensielt lav pris.
  • 2012: Det nystiftede selskapet Oculus VR starter en crowdfunding- kampanje for å finansiere utviklingen av Oculus Rift (110 ° diagonalt synsfelt, 50 ms ventetid).
  • 2012: Google Glass blir presentert for publikum.
  • 2013: Oculus Rift Development Kit 1 selges for $ 350.
  • 2014: Sony presenterte på Game Developers Conference med Project Morpheus (senere omdøpt til PlayStation VR ) prototypen på en virtual reality-beskyttelsesbrille til Playstation 4 .
  • 2015: Microsoft presenterer sine matchende databriller, Microsoft HoloLens , i forbindelse med det nyeste Windows 10- operativsystemet . Det muliggjør innebygging av tredimensjonale hologrammer i den virkelige verden og interaksjon med dem.
  • 2016: Oculus Rift kommer på markedet som en forbrukerversjon, etterfulgt av det konkurrerende produktet HTC Vive , som gjør at briller og kontrollere kan bevege seg fritt i typiske rom takket være den laserbaserte plasseringen av briller og kontrollere. PlayStation VR kommer i salg i oktober - betydelig billigere enn de nevnte produktene og med mindre presis posisjonering via stereokamera, som vanligvis skjules av spillene.
  • 2018: Lenovo lanserer Lenovo Explorer, en komplett VR-pakke som bruker Windows Mixed Reality (WMR).

teknologi

Hovedkomponentene i en HMD er en skjermenhet og HMD-optikk. Displayenheten leverer bildet fra en tilkoblet datakilde. Dette kan være en bærbar datamaskin, en lommecomputer eller en frittstående spiller . HMD-optikken videresender bildet og projiserer det foran øyet. Skjermen må imidlertid tilpasses øyet for personer med ametropi (nærsynt eller langsynt).

Første generasjons databriller var utstyrt med et katodestrålerør festet til hvert øye.

Dagens HMD-er er vanligvis utstyrt med to LCD- eller OLED- skjermer. Disse er integrert i briller eller en datahjelm.

HMD kan også ha en Virtual Retinal Display (VRD). Denne teknikken projiserer et bilde direkte på netthinnen. Dette skaper et bilde som om dataene svever foran øyet. Sammen med gjennomsiktige eller gjennomsiktige briller kan øyet samtidig oppfatte omgivelsene og representasjonene av brillene. En annen fordel er at bildet kan skaleres slik at hele synsfeltet blir brukt. Moderne HMD-er er tilgjengelige med en bildeoppløsning på 1280 × 1024 piksler.

Utstyrt med en head tracker kan bildet tilpasses den gjeldende synsretningen. Head tracker kan registrere hodebevegelsen ved hjelp av referansepunkter på HMD. Med de innsamlede posisjonsdataene til hodet kan det projiserte bildet endres i sanntid. Dette skaper følelsen av å være en del av applikasjonen selv når du flytter. Forsinket og uskarpt display kan føre til ubehagelige bivirkninger som simulatorsyke og en reduksjon i nærvær og / eller graden av nedsenking .

Hovedtekniske parameter er tilstøtende stereoskopisk evne, vekt, oppløsning på skjermene, spesielt det så synsfeltet (ger.: Synsfelt , kort tid FOV) som er spesifisert i veldokumenterte enheter som horisontal og vertikal FOV.

Liste over kjente HMD-enheter

Se også

weblenker

Individuelle bevis

  1. ↑ Hva betyr egentlig FPV-quadrocopter? Artikkel på Rotorjunkies.de. Sist åpnet 7. november 2018.
  2. ↑ Stereoskopisk fjernsynsapparat for individuell bruk . 24. mai 1957 ( google.com [åpnet 23. februar 2020]).
  3. ↑ HoloLens: Augmented Reality Glasses for Windows 10 Article at heise online. Sist åpnet 7. november 2018.
  4. ↑ MWC 2016: HTC Vive koster 799 amerikanske dollar og snakker til mobiltelefonartikkel på heise online. Sist åpnet 7. november 2018.
  5. ↑ Playstation VR: Tips om tilkobling og førsteinntrykk Article at heise online. Sist åpnet 7. november 2018.
  6. ↑ Gjennomgå Lenovo Explorer: Virtual Reality with Microsoft Article på TechStage. Sist åpnet 7. november 2018.