解决VR延时问题的AMOLED显示屏,现在的市场状况如何?

2016-06-12 19:43:52来源: 雷锋网
    
  雷锋网按:本文作者知乎Nardin Marcus。

  随着VR渐渐兴起,国内外众多厂商纷纷加入VR

  阵营。体验过VR头显的朋友最深刻的感受就是晕眩甚至恶心、呕吐,它被认为是VR走向主流的最大障碍。之所以会导致晕眩,一个重要的原因就是延时问题,下面详细解释一下延迟问题的来龙去脉。


  简介

  在虚拟现实系统中,用户需要通过头戴显示器(虚拟现实设备)感受虚拟世界。虚拟现实设备可以将用户与周围的现实环境隔离开,使用户产生强烈的沉浸感。

  在使用虚拟现实设备时,为了实时更新所要显示的虚拟环境,必须使用位置跟踪器跟着用户的头部运动。在理想的条件下,虚拟现实设备响应用户头部运动及更新显示内容的时间应该为零。但是由于屏幕显示、图形计算、数据传输、传感器响应等因素的影响,会导致一定的时间延迟,导致用户在体验虚拟现实设备时产生眩晕感。

  延时产生的原因

  比较通俗的说法是这样子的:

  为什么我们会经历这种感觉呢?简而言之,当用户使用VR头显的时候,全部视野都被VR头显所覆盖,VR也极力欺骗你进入虚拟世界,此时眼前一块屏幕展示的画面将给你强于普通画面10倍的视觉感受。

  这种情况下,造成晕眩的因素主要有两大点:一是身体的运动和视野中所观测到的运动不匹配;二是头部运动和视觉观测到的头部运动的不匹配。而延时恰恰是导致不匹配的主要成因。

  比较严肃的说法是这样子的:

  1、位置跟踪系统造成的延时。位置跟踪器通过自由读数决定用户头部的位置和朝向。这些数据用于计算用户在虚拟环境中的视点和视角,从而实时更新虚拟现实设备所显示的虚拟场景。位置跟踪器需要一定的时间来采集和处理这些数据,必然就会出现一定的延时情况发生。

  2、应用系统造成的延时问题。应用系统造成的延迟包括接受和处理各种外部输入数据(如处理数据手套传感器数据)、仿真过程执行时间(如各种碰撞检测等)。

  3、生成图像造成的延时问题。虚拟现实系统需要生成虚拟现实左眼和右眼的图像。在基于虚拟现实设备的虚拟现实系统中,生成什么样的图像由头部位置跟踪数据和具体的仿真应用共同决定。由于虚拟现实应用系统图像计算复杂,就会导致延时。

  4、显示图像造成的延时问题。生成的图像需要在虚拟现实设备中显示,就会由此造成一定的延迟。

  VR设备延时主要取决于四大因素

  总结一下,VR设备延时主要取决于四大因素:显示延时、计算延时、传输延时和传感器延时。


  其中,显示屏是延时的最主要因素,延时占比达69%。

  当前,在头戴设备中应用最为广泛的显示屏主要有两种:TFT-LCD和OLED。其中,OLED显示屏延时比较低。以OculusRift为例,OculusRift总延时为19.3ms,其中屏幕显示延13.3ms,延时占比达到69%。


  那么显示延时又是由哪些因素决定的呢?从下图可以看出,显示延时主要在于帧间延时和帧内延时,解决之道就是AMOLED显示屏。AMOLED显示屏在这两个方面都有出色的表现,能够有效地减少显示屏延迟问题。


  降低屏幕显示延时的最简单方法就是提高刷新率,减少帧间延时,AMOLED的响应时间是LCD的千分之一,显示运动画面绝对不会有拖影的现象,恰恰是解决屏幕显示延时的最好解决方案之一。

  此外,VR设备还可以通过降低余晖的方法来减少帧内延时。LCD显示屏的显示原理是通过液晶翻转来选择性透过光线,而液晶翻转的响应时间最快也有2-4ms,而AMOLED每个像素都是主动发光的,可以做到低余晖,进一步降低延时,减少眩晕。

  目前,OculusRiftCV1和和HTCVive采用了90hz刷新率,而SonyProjectMorpheus是采用的是120hz刷新率,都是采用AMOLED。

   关于AMOLED

  AMOLED是有源矩阵有机发光二极体面板,它是自发光,不像LCD显示屏采用了背光源。AMOLED具有更薄更轻、主动发光、无视角问题、高清晰、高亮度、响应快速、能耗低、使用温度范围广、抗震能力强、成本低和可实现柔性显示等优势。

  AMOLED屏幕主要用于部分高端智能手机上。相比于智能手机、PC、可穿戴电子设备,VR硬件产品出货量尚少,远未进入大众应用市场。以OculusRift消费者版SONYPlayStationVR等为代表的旗舰型产品需要等到明年才推出,预计将带动VR产业进入新的发展阶段。根据ABIResearch预估,2015年VR产品出货量预计在150万台左右,到2020年总配货量达4300万台,5年复合增速将超过100%。从AMOLED显示屏的角度来看,目前不仅VR产品出货量少,而且只有高端旗舰型产品才采用AMOLED作为显示屏,大多VR产品仍采用LCD显示屏。但是,随着Oculus、SONY等等VR旗舰产品纷纷采用AMOLED,预计未来越来越多的VR产品也将采用AMOLED显示屏。

   VR主流产品采用AMOLED显示屏


  此前,韩国拥有AMOLED生产的绝对垄断权,2012年韩国厂商在AMOLED产能的全球占有率为97.7%。而今,京东方、和辉光电、天马的AMOLED生产线成功量产,华星光电、国显光电、信利国际、友达光电等厂商积极布局AMOLED生产线,全球垄断格局才得以打破。但国内的产能、技术仍落后于韩国。根据DIGITIMES预测,中国厂商AMOLED的全球产能比从2013年的0增长提高到2015年的7.4%,国内厂商AMOLED产能拓展迅猛。

  尽管当前VR产品出货规模较小,但是面对未来可观的市场前景,中国AMOLED厂商做好了进军VR产品的准备。SAMSUNG和SONY就不用多说了,它们在VR显示屏的已经快人一步。国内一些AMOLED厂商也加紧推出VR显示屏。2015年7月,和辉光电点亮了世界第一片6寸4KAMOLED显示面板,像素密度达到了734PPI,瞄准了VR应用领域。深天马AMOLED产线也已经点亮,公司在拓展手机厂商客户同时也积极接洽VR产品厂商。

  全球AMOLED产能比重变化(含预测)

注:SEC代表韩国SAMSUNG,LGD代表LG(LG是世界第一的显示公司,属于韩国)注:SEC代表韩国SAMSUNG,LGD代表LG(LG是世界第一的显示公司,属于韩国)
  中国主要AMOLED产能拓展情况



  AMOLED是VR极佳的显示屏,处于应用爆发的前夜。但同时,AMOLED属于重资产投资,顺周期+产能领先非常重要,一旦格局形成后将不易被打破。目前,三星在中小尺寸AMOLED遥遥领先,LGD、SONY紧随其后。

  国内的深天马5.5代AMOLED生产线已经点亮,即将批量供货;和辉光电拥有1条4.5代和1条6代AMOLED生产线,产能和技术在国内领先。

关键字:VR  AMOLED显示屏

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/article_2016061254716.html
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