ディスプレイグラス：実際に手に入るもの

私たちは長年にわたり立体3Dに取り組んできましたが、ほぼ毎日同じ質問を受けます。これらの巨大な仮想画面を備えたミニグラスは購入する価値があるのか、どのモデルを選ぶべきか、と。何度も繰り返し答える代わりに、このレビューを書きました。

以下では、誇大広告や感情なしに、テクノロジーを冷静かつ客観的に見ていきます。 光学、物理学、生物学、数学のみに基づき、科学が実際に知っていることを考慮します。 すべての結論は、電卓を使ってご自身で検証できます。 すでにこれらのデバイスを購入した人々は、 騙されたと感じていると言います。 お金が失われた後ではなく、購入する前に、実際に手に入るものについて読んでください。

メーカーやマーケティングブロガーは、とても甘い話を語るでしょう。 彼らの目標は、可能な限り高い価格でデバイスを販売すること、またはレビューや動画の対価を受け取ることです。 その後何が起こるかは彼らの関心事ではなく、あなたの問題になります。

形式的には、彼らの広告の数字はすべて真実です。 しかし、彼らが宣伝するのは技術仕様であり、 ユーザーが実際の生活で実際に見るものではありません。 しかし、あなたが本当に望むのは高品質の画像であり、広告の中の数字の羅列ではないですよね？ 画面は巨大に見えるかもしれません。しかし「大きい」と「鮮明」はまったく別のものであり、 2番目の特性は広告から都合よく除外されています。 そうでなければ、おそらくあまり売れないでしょう...

仕組み

このようなグラスの内部には、通常0.5〜1.0インチの小さなマイクロOLEDパネルと、 仮想画像を投影して拡大するレンズがあります。 あなたの目はパネル自体を見るのではなく、その拡大された光学投影を見ます。

市場には根本的に異なる2つのクラスのグラスがあり、常に混同されています。

バードバス、光学ARグラス。
構成は、レンズ、フラットな偏光ビームスプリッター、湾曲した半透明ミラーです。 あなたはガラス越しに現実世界を見ます。これがXREAL、VITURE、Rokid Maxとそのクローンの作り方です。

パンケーキ、実質的に眼鏡フレームに入ったVRヘッドセット。
光路は2つのフィルム間の偏光によって折り畳まれます。このようなモジュールは透明にできません。 なぜなら、光学系の背後に不透明なパネルがあるからです。あなたは現実世界を カメラを通して、画面上で見ます。これはMeta Questがパススルーモードで動作する方法であり、 最近のURXR Oneも同様です。

この違いは重要です。製品説明に「空間」「AR」「シースルー」という言葉が使われている場合、 それがガラス越しに見ることなのか、カメラ映像を見ることなのかを確認してください。 これらはまったく異なる2つのデバイスです。

彼らがあなたに見せない重要なパラメータ

PPDとは何か
インチも、パネル解像度も、「4K」という言葉も忘れてください。グラスには鮮明さを測る指標が一つだけあり、それはPPD、つまり画素密度（1度あたりの画素数）と呼ばれ、あなたの視野の1度の中に収まる画素の数を指します。

なぜこれなのか？ 鮮明さは画素数だけでも画像サイズだけでも決まらず、その比率によって決まるからです。同じ1920x1080のフレームは、手のひらサイズの画面にも家の壁にも表示できます。 詳細の量は変わりません。変わるのは、あなたの視野における各画素の大きさだけです。

計算式は簡単です：
PPD = 水平画素数 / 水平視野（度）
正常な視力を持つ人は、約1分角の細部を識別できます。 これは約60 PPDに相当します。 この閾値を下回ると、画像が個々の点、つまり画素で構成されていることが見え始めます。

それでは実際のデバイスを計算してみましょう。
それがすべての秘密です。最も新しく最も高価なディスプレイグラスでさえ、 普通の150ドルのモニターよりも2〜3倍少ないPPDしか提供しません。 ミニディスプレイグラスのすべてのモデルは、人間の目が 個々のピクセル構造を知覚し始める閾値の少なくとも2倍 下のPPD値を持っています。 その結果、グラスを通して見える画質は、 通常の50ドルのスマートフォンから得られるものよりも 数倍悪くなることがあります。

数字を使ったゲーム。
表の最後の行にあるグラスのメーカーは、約36 PPDと記載しています。それは嘘ではありません。 それは垂直方向の数値で、2064を56度で割ったものです。しかし、それはあなたが必要とするものではありません。あなたが必要とするのは まったく別のもの、水平方向の数値、つまりテキストを読んだり細かいグラフィックを扱ったりする軸です。そしてそこでは約31 PPDとなり、彼らが印刷したがらない数字です。 引用された数値がどの軸を指しているかを常に確認し、自分で計算してください。 解像度と視野の両方の数値が仕様に記載されている必要があります。 それらが欠けている場合、誰かがあなたを誤解させようとしています。

主要モデルの画質を比較してみましょう
The table is sorted by PPD, from best to worst. The main thing it shows: the wider the FOV, the worse the picture. XREAL One Pro and VITURE Beast are the most expensive models, advertised as the most "advanced" in their lineups. They have the widest field of view, and they are exactly the ones at the bottom of the quality ranking. All the expensive models are bad.

Same panel, wider angle, bigger pixels. Advertising sells a wide FOV as an advantage, but in terms of quality it is a straight downside! Almost all seven models use a panel with 1920 pixels horizontally. The very same one. The difference between a $400 and a $900 model is only the size of the field of view � that is, how far those same pixels are stretched. The XREAL 1S promises 500 inches and delivers 43 PPD, the XREAL One promises 70 inches and delivers the same 43. The number in the ad differs by a factor of seven, the quality is equally lousy.

「130インチ、200インチ、300インチ...の画面」が欺瞞である理由

これは業界で最も一般的な操作であり、度ではなくインチが馴染み深いために機能します。

仮想画面にインチ単位のサイズはありません。


それは角度サイズのみを持ちます。「200インチの画面」という表現は、 文の後半である視聴距離なしでは無意味です。 10メートルでの200インチと3メートルでの200インチは、品質の点で完全に異なる映像です。 メーカーは通常、インチ数が最も印象的に聞こえる距離を選びます。

支配的なルール：レンズで画像を拡大しても、情報は1ビットも追加されません。 光学系は画像を任意の角度に引き伸ばすことができますが、パネルに2000ピクセルが一列にあったなら、 それは依然として2000です。画面を「100インチ」から「200インチ」に引き伸ばしても、 詳細やシャープネスが増えるわけではありません。得られるのは2倍の大きさのピクセルと、 2倍悪いPPD値だけです。

誰にでも理解できる例え：古い電話の200万画素の写真を家の壁いっぱいに引き伸ばします。 大きくなります。しかし、よりシャープになったり、良くなったりすることは決してありません。

これが、そのようなグラスにおける「画面拡大」モードが品質を劣化させるだけで、決して向上させない理由です。 試したことがある人なら誰でも、テキストを快適に読むためには画面を小さくしなければならないことを知っています。 そして、あなたは顕微鏡のような文字を凝視することになり、それがまさに目が最も早く疲れるポイントです。

光の85〜90%がどこへ消えるのか

近接光学方式で、パネルの全光出力を目に届けるものはありません。 光は偏光子を通過し、そこで即座に強度の50%を失い、 次にビームスプリッターで反射し、さらに半透明ミラーで反射します。 各段階で光学パワーを失います。光学研究所による測定では、次の数値が示されています：
これには、広告には決して登場しない実際的な結果があります。

暗いレンズ
画像を何とか見えるようにするため、バードバスグラスは現実世界からの光の約70〜75%を遮断します。 それは濃いサングラスのレベルです。あなたは現実を拡張しているのではなく、 フィルターを通して世界を見ているのです。屋外の日光の下では、画像は半透明になり、色あせて生気がなくなります。

黒は黒ではない
マイクロOLED自体は優れたコントラストを持っていますが、バードバス構成では部屋の光が 半透明ミラーを直接通って目に届きます。映画の黒は灰色に変わります。 そして再び、あなたは巧みに誤解させられています。宣伝されている100000:1のコントラスト比はパネルに関するものであり、 実際にあなたが見るものに関するものではありません。

空間グラス：カメラを通して世界を見る

新しい波のパンケーキ光学デバイスは、別途議論する価値があります。それらは、 空間コンピューティング、6DoF、高忠実度ビデオシースルーという言葉とともに販売されています。

技術的にはこれは正直です：6DoFトラッキングは確かに存在し、ウィンドウは本当に 部屋の一点に固定できます。しかし、ビデオシースルーという言葉は文字通り次のことを意味します： 不透明なパネルが目の前にあり、周囲の世界をハウジングのカメラからのビデオフィードとして見る。 これらはARグラスではありません。これは眼鏡フレームに入ったVRヘッドセットです。

それが実際に何を意味するか。

低解像度の世界
あなたの手、キーボード、話している相手の顔、周りのすべてが 仮想スクリーンと同じ低いPPDで表示されます。 それを好む人はほとんどいません。

カメラのダイナミックレンジは目よりもはるかに低い
日中、窓は白い塊になり、 部屋の暗い隅はノイズの沸騰した混乱になります。

レイテンシ
メーカーは10ミリ秒またはそれ以下を謳っていますが、これは良い数値ですが、1ミリ秒には遠く及びません。 頭を回すと、世界は遅れて泳ぎます。完全に一致することは決してありません。

ジオメトリ
カメラはあなたの瞳孔の位置にはありません。 このため、物体までの距離を誤って判断することになります。 そのようなグラスを着用して、お茶を注いだり、工具を拾ったり、階段を下りたりすることはお勧めできません。 怪我をする可能性があります。

中央のみシャープ

完璧なレンズは存在しません。良いものは数百ドルもします。 眼鏡フレームに組み込まれた、数グラムの安価なレンズは、 そもそも深刻な妥協の産物です。 その結果、あなたはあらゆる光学欠陥を受け取ることになりますが、 そのどれもが仕様書に記載されることはありません。

色収差
端の線や白い文字の周りに、複数の色の偽の輪郭が見えます。 この欠陥に対するソフトウェア補正は部分的で、あまり効果的ではありません。レンズは光を スペクトル成分に分割し、あなたはその結果を見ることになります。プリズムが光を 虹に分割することを考えてください。ここでの仕組みは同じです。

歪曲と瞳孔スイム
画像の端の近くの直線が曲がり、その曲がり方は目の動きに応じて変化します。 脳はこれを世界がわずかに揺れているように知覚します。

小さなアイボックス
瞳孔でのシャープな領域は、わずか数ミリメートルです。 眼鏡が鼻から0.5センチずり落ちると、画像はすぐにぼやけます。 そのため、人々は常にそのような眼鏡を押し上げて位置を直すのです。 あなたは彫像のようにじっと座っていなければならず、それは非常に不快です。

目ではなく頭で読むことになる
通常のモニターでは、視線はテキストの行に沿って移動します。 ここでは、目が回転するとすぐに瞳孔がシャープな領域から外れ、 代わりに頭を回さざるを得なくなります。 このように1時間読書すると、ジムでのセッションよりも首が疲れます。

瞳孔間距離
人によって頭のサイズが異なり、したがって 瞳孔間距離（IPD）も異なります。 あなたのIPDがレンズの光学中心と一致しない場合、 目は不自然に寄り目を強制されます。 ほとんどの安価なディスプレイ眼鏡モデルには、IPD 調整機能がまったくありません。

メーカーが提供する間隔を 単に受け入れるしかありません。 これは焦点の喪失と重大な画像歪みにつながる可能性があります。 レンズの光学中心は、あなたの瞳孔と正確に位置合わせされていなければなりません。

眼鏡の上に眼鏡
すでに処方レンズを着用している場合、カスタム光学インサートが必要になります。 つまり、追加費用と数週間の待ち時間、または内蔵のジオプター調整が必要です。 ちなみに乱視は、インサートでは常に矯正できるとは限りません。

旅行中に本当に映像を見たり作業したりできるのか？

心配しないでください。できません... 少なくとも快適には無理です。 テキスト作業はそもそも不可能です。 もう一つ、販売者がほとんど語らず、購入者が実際に旅に出て初めて気づく大きな問題があります。 そしてこの問題は、人々がこれらのグラスを購入する最大の夢の一つを打ち砕きます： 電車、バス、車、飛行機での映画鑑賞です。

主な問題は電子ではなく機械的なものです
先ほど説明した小さなアイボックスを思い出してください。 瞳孔の周りの鮮明な焦点領域は、わずか数ミリの幅しかありません。 しかし、グラスは鼻と耳という柔らかい組織に載っており、重さは100グラム、 ケーブルが下向きや横に引っ張っています。 あらゆる段差、レールの継ぎ目、または穴が、装置全体を頭蓋骨に対して動かします。 瞳孔は鮮明な焦点領域から外れてしまいます。

映像は単に揺れるだけではありません。鮮明さと明るさを失います： ぼやけ、端に向かって暗くなり、色のにじみや幾何学的な歪みが生じます。 一瞬グラスが正しい位置に戻っても、2秒後にはまたずれています。 あなたの目は、存在しない焦点を常に探し続けています。

これはスマートフォンの使用とは根本的に異なります。 移動中にスマホを手に持つと、一緒に揺れても焦点は合ったままで、 画面が比較的遠いため目は簡単に追従できます。 しかしグラスの場合、わずか数ミリの動きでもディスプレイの焦点が合わなくなります。 これらはまったく異なる状況です。

結局、旅行中にそのようなグラスで映像を見ることは、 振動台の上の画面を見ているような感覚になります： 小さな外部振動でも、ゴースト、二重像、絶え間ない焦点合わせ直しが発生します。

これを解決する唯一の現実的な方法は、テンプルアームの代わりにヘッドストラップを使用して、 デバイスを頭にしっかりと固定することです。 しかし、そうなるともはや本当のグラスではなく、ヘッドセットになります。 そして、軽量フレームの意味が失われます。 この問題に対するソフトウェアによる修正はありません。 光学系は、瞳孔が正確にどこにあるかを知り、それに合わせて画像を動的に調整する方法がありません。 現時点で本当に役立つのは、犬に付けるような革製のマズルだけです。

2つ目の問題は仮想スクリーンのドリフトです
眼镜内部的陀螺仪和加速度计测量的是相对于地球地面的运动，而不是相对于您在飞机座位上的运动。它们在物理上根本无法区分是您在转头还是车辆本身在转弯。位置追踪摄像头也无法解决这个问题。它们追踪的是您周围的机舱，但机舱本身也在移动。本应固定在空间中的虚拟屏幕，每次车辆转弯、加速或刹车时都会开始向侧面漂移。这大约在15分钟内就会让您抓狂。

问题的严重程度取决于操作模式。如果图像是牢牢固定在您头上的，就不会有漂移，但也没有虚拟显示器。问题出现在Anchor、3DoF和6DoF模式中，而这正是人们购买这些设备的首要原因。

制造商自己也承认这个问题。苹果为Vision Pro推出了专门的旅行模式。如果没有它，一旦追踪丢失，显示器就会直接变黑，并显示“追踪失败”的警告。

苹果的官方建议明确涵盖了飞机和火车。汽车旅行被认为过于不可预测，而地铁和通勤列车则因频繁的停靠和启动而存在同样的问题。

VITURE宣传其车载模式，声称“无论车辆如何移动，屏幕都保持静止，防止晕动症。”这基本上就是直接承认，如果没有这样的模式，屏幕不会保持静止。

您会吐的
即使您设法稳定了图像，仍然会与前庭系统产生冲突。您的眼睛看到的是静止的屏幕，而内耳感受到的是加速、刹车、转弯和振动。这是晕动症背后的经典机制，而戴上眼镜后，情况可能比单纯看书严重得多。

看书时，您仍然可以看到周围真实的世界。戴上眼镜后，您看不到。您眼前的虚拟世界可能以与身体实际体验完全不同的方式移动。过一段时间，您就会感到恶心。

目の負担：確立されている事実

証明され、広く受け入れられていること

輻輳・調節矛盾（VAC）。
これは、この種のデバイスすべてに共通する中心的な生理学上の問題です。自然界では、近くの物体を見るとき、眼球は内側に向きます（輻輳）。同時に、眼の水晶体は焦点を合わせるために緊張します（調節）。この2つのプロセスは、幼少期からしっかりと連動しています。ディスプレイグラスでは、光学系が焦点距離を単一の平面（通常2〜6メートル）に固定する一方、眼の輻輳は仮想オブジェクトの見かけの距離に依存します。脳は矛盾した信号を受け取ります。これは、長時間の使用中に視覚疲労、頭痛、吐き気を引き起こす原因として認識されています。

まばたきの減少とドライアイ。
明るい光源をじっと見つめると、まばたきの回数が減り、涙の膜が更新されません。ざらつき感や充血がよく見られます。これはモニターでの作業と同じメカニズムですが、より顕著です。

測定可能な短期的影響。
子供と青少年を対象とした研究では、VRセッション後の疲労、内斜位の増加、近方視力の低下、一時的な近視シフトが記録されています。これらの影響は、デバイスを外した直後に治まります。

健康に関する結論
このようなグラスがすぐに視力を損なう可能性はほぼありませんが、30〜60分の使用後に疲労、痛み、頭痛を引き起こす可能性は非常に高いです。そのため、ほとんどの購入者は数回使用した後、棚にしまい込んでしまうのです。

通常のモニターとの直接比較

モニターにできない唯一のことは、ポケットに入る、飛行機で使える、画面を他人に見られない、ということです。これらがディスプレイグラスの正直な利点です。 広告の他のすべては、品質ではなく小型化についてです。

本当の価格：値札に載っていないもの

このようなメガネの軽さは、エンジニアリングの素晴らしさではなく、単純なトリックによって実現されている。 プロセッサーとバッテリーが筐体から取り外されている。90〜100グラムの重さは、 いかなる信号処理も行わないフレームを意味する。デバイスは依然として動画を駆動するための 強力なプロセッサーを必要とし、それを身に着けて持ち歩かなければならない。

DisplayPort Alt Mode
接続はこの特定のモードでUSB-C経由で行われる。そのサポートは、スマートフォンやノートパソコンの間で 決して普遍的ではない。お使いのデバイスを型番で確認してください。 USB-Cコネクタの有無ではなく。ここにはWi-Fiはない。メガネにはプロセッサーも バッテリーも含まれておらず、ワイヤレス伝送にはその両方が必要であり、 さらに圧縮と遅延が加わることになる。

外部バッテリー
スマートフォンは、明るいディスプレイとこの種の負荷が要求する電力を供給できない。 メーカーはバッテリーパックを別売りの有料アクセサリーとして販売しており、通常約70ドル、 そしてそれはポケットにさらに300グラムと、充電が必要な2つ目のデバイスを 意味する。

ケーブル
ケーブルなしでは何も機能しない。これは誰にとっても明らかだろう。 周囲の物にケーブルを絶えず引っ掛け、メガネが頭から引き剥がされて 損傷するだろう。また、横になって見ることもできない。コネクタが 枕に押し付けられ、メガネが鼻から押し上げられるからだ。 残された選択肢はただ一つ、彫像のようにじっと座っていることだけだ。

ベンダーアプリケーション
フル機能セットは、多くの場合、そのアプリを通じてのみ、そして一部のプラットフォームでのみ動作する。 iOSとAndroid版は通常、後日提供されると約束される。しかし、いったん代金が回収されると、 その約束はしばしば忘れ去られる。

細かいアイテム
度付きインサート、ヘッドストラップ、ケース、アダプター、それらすべてが請求額に加算される。 バナーに書かれた数字ではなく、最終的な合計を数えてください。

購入前に確認すべき質問

これらの質問を販売者に投げかけましょう。納得のいく答えが返ってこなければ、それ自体が答えです。

解像度と水平視野角はどれくらいですか？
一方を他方で割るとPPD（画素密度）が算出されます。45未満だと文字が読みにくくなります。 「4K」という言葉を鵜呑みにせず、片目あたりの物理的な画素数を確認してください。

シースルーは光学式ですか、それともカメラ経由ですか？
この1つの質問で、ARグラスとVRヘッドセットの違いが明確になります。

パネルの明るさではなく、眼に届く明るさはどれくらいですか？
屋内では約300ニト、屋外では約1200ニトが必要です。

IPD（瞳孔間距離）調整は可能ですか？
対応している瞳孔間距離の範囲も確認してください。 レンズの光学中心が、あなたの瞳孔間距離と正確に一致する必要があります。

度付きレンズはどうなっていますか？
インサートが同梱されているか、別売りか、または全く利用できないのかを確認してください。

私の特定のラップトップやスマートフォンは対応していますか？
また、追加のバッテリーパックが必要かどうかも確認してください。

レンズ越しに実際に撮影された写真はありますか？
レンダリング画像や、見えるはずの画面のスクリーンショットではなく、 眼の位置にカメラを置いて実際に撮影された写真を確認してください。 メーカーもレビュアーもそのような画像を持っていない場合、 それは明らかな危険信号です。購入しないでください。

返品条件と返品期間はどうなっていますか？
これらのデバイスの快適性は個人差が非常に大きく、すでに多くの苦情があります。 1時間使用した後の返品権は、どんな割引よりも価値があります。

クラウドファンディングについての補足
Kickstarterはお店ではありません。結果が保証されるわけではありません。 多くの場合、低品質で未完成のデバイスが届き、返金を受ける手段がないこともあります。

結論

ディスプレイグラスは妥協の塊であり、 欠点を伏せたまま販売され、いかなる保証もありません。 購入者の技術的無知に大きく依存しています。 画質が悪いことはわかっても、 何が具体的に問題なのかを説明できないのです。

すべての根拠となる光学の法則は次のとおりです。 レンズで画像を拡大しても、パネルにない情報は生み出されない。 巨大な仮想スクリーンは、映画館のような高画質の大画面ではなく、 通常のディスプレイにすら及びません。

次の目的で購入してはいけません:
テレビ並みの画質を求める場合 - 得られません
テキストやコードを扱うモニターの代わりにする場合 - 機能しません
数時間連続で快適に使用したい場合 - できません
旅行中や移動中の乗り物でメディアを視聴したい場合 - できません
フレーム全体でシャープな画像を得たい場合 - それも得られません

次の場合なら購入してもよいでしょう
椅子に座って映画を観る、共有スペースでプライベートな画面を持つ、 またはこの技術の限界を理解した上で実験したい場合。 返品が迅速にできる場合も、購入を検討する価値があるかもしれません。

3Dを含む高画質が目的なら
通常のディスプレイは、携帯性を除くあらゆる測定可能なパラメータで あらゆるディスプレイグラスに勝ります。 これは著者の個人的な意見ではありません。光学の法則とPPDの数学によって 決定づけられています。数学に異論がありますか？どうぞ挑戦してみてください...

出典
KGOnTech、バードバス光学系の分解と光損失の測定
Information Display SID、ARおよびMRアーキテクチャの光学効率
系統的レビュー、仮想現実と近視
Road to VR、現在のパンケーキ光学グラスの仕様