我们经常可以在科幻电影中看到各种酷酷的头戴显示设备,尤其是在涉及到未来战争的影片中,战士的头戴显示设备几乎无所不能。在现实中,头戴式显示设备其实是存在的,但以前更多地是面向专业领域,我们很难看到真正针对消费领域的头戴显示设备。而现今消费级市场的需求显然和专业领域不一样,需要的是一种以游戏和电影娱乐为主的显示设备。
头戴式显示器史话HMZ-T1并不是第一款头戴式显示产品,事实上这类产品历史悠久,早在上世纪80年代之前就出现并应用于政府和军方,经过多年的发展,目前头戴式显示器在仿真训练、军事、医学、商业等领域都有广泛的应用。该领域的代表者包括Virtual Research Systems、德国弗劳恩霍弗光学等。
在数十年的发展历程中,头戴式显示产品的尺寸和重量都在不断缩小,但应用领域一直却局限于仿真训练之类的专业领域。一直到2000年之后,3D游戏成长为一个庞大的市场,游戏玩家对视觉的要求越来越高,尤其是XBOX、PS2等电视游戏主机的流行,让业界将注意力提升到视觉体验上面——绝大多数公司都将重点放在硬件本身,比如CPU、显卡的性能,显示器的尺寸,只有少数企业注意到头戴式显示器民用化的前景,典型代表包括索尼公司和美国eMagin公司。
索尼公司早在1987年起就有头戴式显示器的构想,1991年先从投影技术着手,但直到1996年才开始有商品上市,到那时头戴式显示器被修改成轻便的眼罩式。
1998年,索尼已经拥有0.55英寸、18万像素的LCD面板。1999年,索尼推出型号为PLM-A35的头戴式显示器,这款产品采用两块0.7英寸的液晶屏幕,分辨率为800×225,借助偏心光学曲面设计的透镜,PLM-A35可以让佩戴者体验到等效6英尺观看52英寸大画面的感受,虽然分辨率偏低,但在那个年代PLM-A35无疑是相当超前的了。在这之后,索尼还推出改进版的PLM-S700,其中显示器重量部分降低到95克,相当轻便。除了索尼外,奥林巴斯也有相似的产品推出,也是同样使用0.55英寸的LCD面板,这些产品主要设计作为DVD播放机和游戏机的显示配件,以提供更卓越的视觉效果。
与日系并驾齐驱,美国的企业也不甘示弱。微型显示器生产商高平公司(Kopin)是这个领域的重量级供应商,与索尼一样,高平拥有采用微型透射LCD显示屏的核心技术,比如IC剥离(lift-off)工艺、低电压LCD技术、多区域垂直排列(multi-domain vertical alignment,MVA)等,日本Scalar公司、Tekom、三菱电机、奥林巴斯(Olympus)公司、美国Microoptical公司、Yello Mosquito公司的头戴产品都是采用高平公司的方案。而在2005年,高平公司(Kopin)自身也发布专门针对游戏应用的头戴式显示器Trimersion。这款产品型号为BDM-230K,用户戴上以后,可以从双眼视频系统中获得相当于7英尺处观看一台35英寸显示器的视觉效果,但它的分辨率仅有QVGA(320×240)标准,明显缺乏可用价值。Trimersion可以配合街机厅、XBOX主机或者PS 2主机使用,用户可从中体验到环绕场景。
也是在2005年,美国eMagin公司对外展示了他们的头戴式显示器产品,这款产品采用两个微型OLED显示屏来显示图像,屏幕尺寸仅有邮戳大小,分辨率提升到800×600,具有较好的可用性。
eMagin Z800 3D Visor是世界上第一款3D头戴式显示器
在演示时,eMagin公司使用名为《虚幻竞技场2004》的一款3D游戏来演示头戴式显示器的显示效果,该游戏可以生成3D视图(让用户的大脑可以感觉到空间深度),也可以处理360°视图。这款头戴式显示器可以与游戏进行互动,比如360°视图的查看方式就非常自然:头戴式显示器内的回转仪可以将用户头部的位置告诉游戏程序,游戏程序则会作出相应的反应。因此如果用户想向左看,则将头转向左,图像会精确地按照您想要的角度切换。这种查看游戏环境的方式让人有如身临其境的感觉。
HMZ-T1采用OLED显示屏技术,并借助透镜将画面投影到相当于20米的视距。
eMagin公司在这个领域非常执着,它们坚持对小型OLED显示技术及穿戴式产品的研发,即便当时这个市场还非常狭小,但他们一直坚持新产品的推出,到现在已经成为这个领域重要的供应商。
2007年,这家公司甚至为ipod推出一款名为“Eye Bud”的头戴式显示器配件,Eye Bud可以在一定视距内提供相当于105英寸大小的屏幕,同时也会让自己看起来就像一个货真价实的科技狂热份子。
在2006年的CES展会上,eMagin发布了世界上第一款支持3D功能的头戴显示器“eMagin Z800 3D Visor”,这款产品通过左右眼分别显示的方式“制造”出立体的画面,由于左右画面分开不会相互影响,也不需要画面遮挡,所以可以营建出近乎完美的3D立体视觉效果。这款产品的售价为899美元,成熟度很高,如果要说缺憾,那便是只支持800×600的分辨率。
2008年,eMagin公司将小尺寸OLED面板的分辨率推高到SXGA级别(1280×1024),并于2008年10月22~23日在英国伦敦举行的“Night Vision 2008”上进行了展示。这款产品的物理尺寸为0.44英寸,亮度100c d/m2,各项指标都比较优秀。若采用这种面板,头戴式显示器便可以支持1280×1024分辨率。在当时,这是比较理想的指标。
尽管产品林林总总,但并没有哪一款产品真正进入到大众的视野,除了自身的原因外,应用需求不足、产品缺乏配套支持也是一大主因。比如早带来3 D显示功能的eMagin公司并非游戏厂商,这让它在产品推广时倍感困难,很难为用户所接受。
2011年底,在头戴式显示领域熄火良久的索尼卷土重来,这一次它带来的HMZ-T1堪称重量级产品:1280×720分辨率、3D显示功能,以及索尼PS3、索尼影业等诸多辅助支持,将共同打造一场头戴式显示器的应用革命。