Aktuální vydání

celé číslo

04

2022

veletrh Amper 2022
celé číslo

První interaktivní datové brýle

V poslední době se v technické praxi lze stále častěji setkat s pojmem „rozšířená virtuální realita“ (augmented reality) jako označení techniky umožňující současně pozorovat skutečný svět a virtuální obraz, často používané jako účelný doplněk „virtuální reality“ např. ve vojenské technice, při počítačových hrách a při komplexních simulacích. Rozvoj této techniky byl umožněn velkým pokrokem dosaženým v oboru displejů určených k upevnění přímo na hlavu pozorovatele (Head Mounted Display – HMD). Moderní přístroje typu HMD jsou díky miniaturizaci a pokroku v mikroelektronice mnohem kompaktnější a lehčí než jejich předchůdci. Většinou je lze snadno připevnit k běžným brýlovým obroučkám, a proto jsou také často označovány jako „datové brýle“. Když si uživatel takové datové brýle nasadí, může současně pozorovat běžně okolí, ale i obrazy zobrazované na miniaturním monitoru umístěném několik centimetrů před jeho očima, popř. promítané přímo na sítnici jeho oka (Virtual Retinal Display). Datové brýle tak dokážou svého nositele přenést do virtuálních světů nebo ho také zásobit důležitými údaji pro práci v reálném prostředí. Přístroje typu HMD v současnosti patří k běžnému vybavení pilotů stíhacích letadel, pilotů vozů formule 1, designérů automobilů apod.
 
Prostřednictvím datových brýlí bylo dosud možné informace z počítače jenom pasivně zobrazovat. Pracovníci Fraunhoferova ústavu pro fotonické mikrosystémy IPMS (Institut für Photonische Mikrosysteme) v Drážďanech si vzali za cíl navrhnout datové brýle tak, aby byly obousměrné, tedy interaktivní, a mohly nejenom zobrazovat informace z počítače, ale také předávat povely pro jeho ovládání. To by datovým brýlím otevřelo zcela nové oblasti použití. Při vývoji interaktivních datových brýlí využili odborníci ústavu postup sledování pohybu optické osy oka k obrazu (eye-tracking). Uživatel může obsah zobrazení na displeji sám ovlivňovat tím, že očima cíleně pohybuje nebo se zafixuje na určité body v obrazu. Bez dalších vstupních zařízení si může vybrat nové informace, procházet nabídkami (menu) nebo posouvat obrazy. Výhody obousměrných datových brýlí ocení a využijí zejména lidé, kteří při své práci potřebují často doplňující informace z počítače, ale přitom nemají volné ruce, aby mohli počítač ovládat s použitím klávesnice nebo myši.
 
Všechny komponenty důmyslného systému včetně unikátního mikrodispleje integrovali drážďanští odborníci do jediného čipu vyrobeného technikou CMOS. Díky tomu jsou nové datové brýle malé a lehké a lze je snadno vyrobit za příznivou cenu. Čip použitý u prototypů datových brýlí má rozměry 19,3 × 17 mm a je upevněn na bočnici brýlí, hned za kloubovým závěsem (obr. 1). Z čipu se promítá obraz mikrodispleje na sítnici oka uživatele tak, že ho vidí zhruba ve vzdálenosti jednoho metru před sebou. Aby byl obraz dobře viditelný i při měnícím se pozadí, musí displej světlo okolí přesvítit. Proto jsou v tomto případě použity organické světelné diody (Organic Light Emitting Diodes – LED), umožňující vyrobit mikrodispleje s mimořádně velkým jasem. Datové brýle jsou spojeny s osobním počítačem (notebookem, PDA), jehož výstupní data zobrazují.
 
Odborníci ústavu IPMS předpokládají, že interaktivní datové brýle umožní zjednodušit, zefektivnit a zpřesnit mnoho pracovních postupů zejména v průmyslu a v lékařství – možných scénářů použití je mnoho. Při montáži nebo opravách složitých mechanismů a agregátů v automobilovém a leteckém průmyslu i ve strojírenství interaktivní datové brýle umožní např. montérům a servisním technikům postupovat přesně podle zobrazených instrukcí, aniž by museli ztrácet čas nahlížením do výkresů a montážních návodů, přičemž pouhým pohybem očí si budou moci obsah zobrazení podle potřeby měnit (montážní plán nosí pracovník vlastně „na nose“ a datové brýle mu čtou z očí, jaké detaily právě potřebuje). Při použití v lékařství zase např. umožní, aby chirurg mohl při složité operaci pozorovat operované orgány a současně si vybírat životně důležité informace na snímcích pacienta z rentgenu, tomografu a magnetické rezonance. První prototypy interaktivních datových brýlí se již zkoušejí v praxi. Pracovníci Fraunhoferova ústavu IPMS vyhodnocují výsledky zkoušek a připravují výrobek pro sériovou výrobu.
[ –: Von den Augen abgelesen. Mediendienst FhG, Nr. 6–2009, Thema 4.]
Kab.
 
Obr. 1. První interaktivní datové brýle pro praxi (Foto: Fraunhofer IPMS)