視網膜顯示

視網膜顯示技術

一種新興顯示科技。iPhone 4的顯示屏可以說是目前所有手機中最好的,這不僅歸功於它超高的解析度,而且最重要的是,蘋果為它使用了名為Retina Display(視網膜顯示)的技術。

iPhone 4的近距離拍照效果iPhone 4的近距離拍照效果
iPhone 3GS的近距離拍照效果iPhone 3GS的近距離拍照效果
如圖,左圖有明顯顆粒感,而右圖則沒有。
Retina Display顯示屏是一種具備超高像素密度的液晶顯示屏,它可以將960×640的解析度壓縮到一個3.5英寸的顯示屏內。也就是說,該顯示屏的像素密度達到326ppi。為了做到這一點,Apple 的工程師們開發出了直徑僅 78 微米的超小像素,使人眼已難以分辨單個的像素。這使文字特別清晰,畫質特別生動鮮活。
Retina Display技術,將一個像素點分拆為四個像素進行顯示,像素密度提高了4倍,達到326ppi,而300ppi是人們能看到的解析度,當像素密度超過300ppi時,人眼就無法區分出單獨的像素。因此像素密度達到326ppi的iPhone 4具備非常優秀的顯示功能,不會再出現顆粒感。326ppi可以讓你在看顯示屏的時候有種看紙製品的感覺。由於其解析度已經超出了人眼所能看到的極限,它也因此得名視網膜顯示屏
此外,Retina Display技術還將大幅提高對比度。Retina Display顯示屏對比度比其他液晶顯示屏高出四倍。
最新的iPad(iPad3、iPad HD或the new iPad)也使用了視網膜顯示屏,使其具有4倍於iPad 2的像素數量。

視網膜成像顯示

雖然移動網際網路的呼聲越來越高,顯示器也早已成為我們觀察這個世界最重要的視窗之一,但是顯示器便攜化的技術進展,似乎一直都沒有什麼太大的起色。最近日本的兄弟工業公司的新產品也許會改變這種現狀:他們開發了一種外形看起來像是一副眼鏡的設備,可以用雷射直接將圖像投射到使用者的視網膜上。而西雅圖華盛頓大學的幾位研究者乾脆打算拋棄便攜“顯示器一定是類似眼鏡”的固有構想,乾脆把顯示器做在了隱形眼鏡上。這些產品,很有可能會改變我們感知世界的方式。
眼鏡式顯示器不算很新的產品,但是它依然沒有普及。其原因之一在於,傳統的眼鏡式顯示器採用不透光的液晶螢幕,而這讓它的使用範圍大打折扣。而兄弟工業公司的新產品解決了這種問題,他們的顯示技術不會阻擋使用者的視線,而是在真實景物前疊加了一層半透明的顯示效果。這種技術,被叫做“視網膜成像顯示”(RID=Retinal Imaging Display)。
視網膜成像顯示技術和我們過去使用的那種笨重的陰極射線管顯示器(CRT,Cathoderaytube)異曲同工:利用人的視覺暫留原理,讓雷射快速地按指定順序在水平和垂直兩個方向上循環掃描,撞擊視網膜的一小塊區域使其產生光感,人們就感覺到圖像的存在。兄弟工業公司的RID以每秒鐘60次的頻率刷新,可以顯示800*600的解析度,相當於14寸的CRT顯示器——那種我們在十五年前使用的老古董。現在看起來有點小,但是提升解析度本質上不是太困難的事情。
2005年的愛知世博會上,就已經展示過這一系統的原型。在經過四年的努力之後,兄弟工業將這種設備縮小到可以隨身攜帶的程度,雷射模組的重量只有25克,可以通過一條線纜與腰部的電池和微型計算機相連。在技術上,這套系統使用了一個折射鏡。這片小鏡子將雷射頭髮射的雷射折射到人眼之內,而不阻擋人的正常視野。這樣,人通過RID系統看到的世界,會疊加在真正的世界之上,這讓它看起來很有希望成為下一代計算機終端使用的顯示設備。
類似地,西雅圖華盛頓大學的一些研究者也在致力於將顯示設備的尺寸儘可能地減小。他們將發光二極體元件、控制電路、天線和數據通訊模組集成到一片軟性隱形眼鏡上,在1.5平方厘米的面積上所構建的系統相當於家用電腦的電源、顯示卡和顯示器。出於安全顧慮,這種顯示設備的第一個使用者是一隻兔子。按照項目負責人BabakA. Parviz的說法,在20分鐘的試戴過程中,兔子並沒有顯示出任何不舒服的跡象。
這種顯示系統需要無線供電,有點類似於我們的公交一卡通,需要靠電磁場來激活內部的電路。雖然現在它的能提供的像素數量還不夠多,但是可以想見,它會在視野中呈現出一片很大的場景——畢竟它是有史以來,和人們的眼睛接觸最親密的顯示系統了。
顯而易見,人們會對這些設備的安全性有些擔心。我們怎么可以放心地將這些雷射之類的東西直接射入我們的眼睛——這個幾乎是我們身上最脆弱的、完全不可再生的重要器官?如果我戴上了隱形眼鏡顯示器,如果它失控了怎么辦?它就在瞳孔正前方,我們連眼皮這最後一層屏障都沒有。它如果損傷了視網膜該怎么辦?
的確,是否使用這種設備,都會是一個艱難的選擇。在透明有機發光二極體(OLED)顯示器還沒有走進生活之前,我們並不能期盼在鼻樑上架一副透明的顯示器。相對而言,視網膜成像技術似乎可以讓人們更加放心一點——畢竟我們在進行視網膜掃描以認證身份的時候,採用的就是類似的技術。雖然視網膜非常脆弱,但是它還是可以接受低能量雷射的照射。對於RID系統來說,控制輸出雷射的功率,不能算是什麼困難的事情。而對於隱形眼鏡顯示器,這個問題也可以以類似的方法來解決,畢竟研究者們對這套系統的研究過程中,首先、也是最關注的問題就是它是否足夠安全。
按照目前得到的訊息來看,RID比隱形眼鏡顯示器會更快地出現在我們面前。兄弟工業公司將會在近兩年將相應產品推向市場,而且甚至已經有了競爭對手——有訊息稱,NEC將在明年推出視網膜顯示設備,其原理和兄弟工業的產品原理並無二致。而隱形眼鏡顯示器,即使是BabakA. Parviz自己,也只能保守地認為可能會在未來五到十年內出現產品化的成品。
看起來還有點遙遠,但是只要想一想這種設備可能的用途,就足以讓人心潮澎湃。將半透明的圖像疊加在人的視野當中,只要再配合適當的軟體,我們就會變成科幻作品中的人物,像《終結者》系列中的T-800、《輻射3》中的主角、或者最近上映的《特種部隊》中的那種機械外骨骼盔甲的主人。我們可以在視野中顯示與我們所看到的物體相對應的信息,可以將外語翻譯成母語,可以直接在眼前顯示效果更好的GPS,甚至可以將汽車的儀錶盤顯示在我們眼前,駕駛的時候再也不用低頭。當然,還有遊戲和電影——也許幾年後,你會就看到有人坐在椅子上傻笑,而只有他自己才知道是什麼那么可笑。

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