Công nghệ giúp vực dậy thị trường kính thông minh

Ra mắt năm 2013, Google Glass gây ấn tượng khi cho phép người dùng đọc email, quay video, xem bản đồ thông qua màn hình hiển thị trước mặt, không cần chạm vào để tương tác.

Dù có ý tưởng tốt, Google Glass thất bại do màn hình kém sắc nét. Tính năng quay video đặt ra lo ngại quyền riêng tư, chưa kể thiết kế kỳ quặc của kính khiến người đeo chẳng khác gì "kẻ lập dị" khi ra ngoài.

10 năm sau, những vấn đề của Google Glass dần được giải quyết. Theo MIT Technology Review, một trong những yếu tố quan trọng là công nghệ màn hình dần tiến bộ, sử dụng tấm nền micro-LED và micro-OLED kích thước cực nhỏ.

Apple Vision Pro sẽ dẫn đầu trào lưu

Dự kiến lên kệ vào đầu năm 2024, Apple Vision Pro sẽ dẫn đầu trào lưu này. Ngoại hình của thiết bị dễ liên tưởng đến kính trượt tuyết, bên trong là loạt công nghệ kết hợp AR với VR, được Apple gọi là "điện toán không gian" (spatial computing).

Mục tiêu Apple đặt ra cho Vision Pro không viển vông như Google Glass. Táo khuyết hy vọng thiết bị có thể thay thế máy tính, tablet và TV, nhưng chỉ giới hạn tại nhà hay văn phòng.

Không gian hiển thị của Apple Vision Pro trước mặt người dùng. Ảnh: Apple.

Màn hình là điểm đáng nói về Vision Pro. Thiết bị sử dụng 2 màn hình micro-OLED, kích thước gần bằng tem thư với độ phân giải 4K, tương đương hơn 11 triệu điểm ảnh cách nhau 6,3 micromet, nhỏ hơn đường kính tế bào hồng cầu.

Cách hoạt động của Vision Pro tương tự Meta Quest 3 hay HTC Vive XR Elite. Thiết bị sử dụng camera để ghi nhận và hiển thị không gian xung quanh trên màn hình, sau đó phủ cửa sổ để tạo hiệu ứng AR. Tuy nhiên, kính của Meta hay HTC sử dụng màn hình LCD, tạo ra trải nghiệm sử dụng không tốt.

Anshel Sag, nhà phân tích tại Moor Insights & Strategy, cho rằng màn hình là điểm ấn tượng của Apple Vision Pro.

"Đây là chiếc kính mà bạn sẽ sản xuất nếu muốn mọi người hiểu rõ tiềm năng thực sự của AR và VR", Sag cho biết. Ông nhấn mạnh người đeo Vision Pro sẽ không thể thấy rõ điểm ảnh, trừ khi có thị lực 20/10.

Lợi ích của micro-OLED

Màn hình của Vision Pro do bộ phận Semiconductor Solutions Group tại Sony cung cấp. Công nghệ này được hãng điện tử Nhật Bản phát triển từ những kính ngắm (viewfinder) độ phân giải cao trên một số camera như Sony SLT-A77.

Công nghệ tương tự cũng xuất hiện trên HMZ-T1 Personal 3D Viewer, thiết bị giải trí được Sony ra mắt năm 2011, có thể đeo lên đầu và cho trải nghiệm "tương tự rạp chiếu phim".

Thiết bị giải trí Sony HMZ-T1. Ảnh: CNET.

Dù HMZ-T1 chỉ là sản phẩm nhất thời, Sony vẫn không từ bỏ màn hình micro-OLED. Năm 2018, công ty Nhật Bản giới thiệu tấm nền micro-OLED kích thước 0,5 inch, giảm khoảng cách giữa điểm ảnh từ 7,8 xuống 6,3 micromet (tương tự khoảng cách điểm ảnh màn hình của Vision Pro).

Micro-OLED sở hữu nhiều điểm mạnh, bao gồm điểm ảnh phát sáng độc lập, giúp màu đen thể hiện sâu hơn. Trên kính VR dùng màn hình LCD, các cảnh tối vẫn còn ánh sáng của đèn nền, làm giảm trải nghiệm khi sử dụng.

Để so sánh, độ sáng màn hình của Vision Pro có thể đạt 5.000 nit, gấp 50 lần so với Meta Quest 2.

Màn hình micro-OLED vẫn còn một số khuyết điểm. Michael Murray, CEO công ty màn hình Kopin tại Massachusetts (Mỹ), cho rằng màn hình micro-OLED phù hợp để hiển thị ảnh động, nhưng chưa thực sự tốt với ảnh tĩnh do có thể bị lưu ảnh (burn-in).

Ngoài ra, thiết kế của Vision Pro vẫn có thể khiến người dùng bị "kỳ thị" tương tự Google Glass.

Giải pháp đến từ micro-LED

Giải pháp khắc phục điểm yếu của micro-OLED là micro-LED. Có quy trình sản xuất tương đồng nhưng micro-LED không bị lưu ảnh, chất lượng hiển thị và tuổi thọ vẫn cao.

Năm 2020, Mojo Vision, công ty công nghệ màn hình tại California (Mỹ), ra mắt kính áp tròng tích hợp màn hình AR trong suốt. 3 năm sau, công ty này trình diễn màn hình micro-LED với mật độ điểm ảnh 28.000 ppi. Điều đó đồng nghĩa khoảng cách giữa 2 điểm ảnh là 1,87 micromet, tương đương 1/3 so với Vision Pro.

Thiết kế màn hình micro-LED màu của Mojo Vision. Ảnh: Mojo Vision.

Để đạt mật độ điểm ảnh cao, Mojo Vision đã thay đổi thiết kế cơ bản của các bóng LED. Hiện tại, công nghệ này chỉ có thể hiển thị đơn sắc nhưng trong tương lai, màn hình micro-LED mật độ siêu cao sẽ có nhiều màu.

Kích thước điểm ảnh nhỏ, mật độ cao của màn hình có thể giúp kính AR nhỏ và nhẹ hơn. Ngoài ra, độ sáng của tấm nền micro-LED có thể đạt 1,8-3 triệu nit. Để so sánh, màn hình OLED sáng nhất hiện nay có thể đạt 15.000 nit.

Nhiều người lo ngại về khả năng giảm thị lực khi sử dụng các loại màn hình này. Tuy nhiên, hầu hết kính AR đặt màn hình lệch sang một bên, dùng các ống dẫn sóng để chuyển hướng ánh sáng của màn hình đến mắt người dùng.

Do công nghệ hiện nay cho độ sáng kém, ánh sáng sau khi qua ống dẫn sóng bị giảm đáng kể. Michael Miller, người đứng đầu mảng phần cứng AR tại Niantic, cho biết hiệu suất hiển thị của màn hình khi qua ống dẫn sóng chỉ còn 5-10%.

"Nếu màn hình có độ sáng 3.000 nit, bạn sẽ nhận được kết quả 300 nit sau khi qua ống dẫn sóng. Bạn có thể đặt thấu kính tối màu để sử dụng ngoài trời, nhưng chừng đó là chưa đủ", Miller nhận định.

Do đó, màn hình micro-LED cực sáng có thể qua ống dẫn sóng mà vẫn đủ sáng để người dùng dễ nhìn trong mọi điều kiện.

Cố gắng cắt giảm chi phí

Apple Vision Pro có giá bán 3.500 USD. Theo Murray, chi phí sản xuất màn hình micro-OLED khoảng 400 USD/chiếc.

Với màn hình siêu nhỏ và mật độ điểm ảnh cao, quy trình sản xuất không chỉ thuộc về một nhà máy, mà yêu cầu cả dây chuyền bán dẫn bởi cách thiết kế, hiển thị màu sắc điểm ảnh hiện đại cần chip điều khiển mới.

Theo MIT Technology Review, chi phí sản xuất màn hình micro-OLED có thể giảm khi chuyển sang chế tạo màn hình trên các tấm silicon lớn hơn, giúp đóng gói nhiều màn hình để giảm giá thành.

Apple Vision Pro khi nhìn từ bên ngoài. Ảnh: Bloomberg.

Các nhà sản xuất màn hình micro-OLED đang chuyển từ wafer 8 inch sang 12 inch, kích thước tiêu chuẩn để sản xuất hàng loạt các loại silicon tiên tiến.

Thách thức khác đến từ tình trạng "chết" điểm ảnh. Giải quyết lỗi này trên smartphone, điểm ảnh cách nhau 500 micromet đã là công việc khó khăn. Với micro-LED, chỉ một điểm ảnh không phản hồi cũng có thể khiến màn hình trở nên vô dụng.

"Số lượng màn hình có thể sử dụng sau khi hoàn thành chỉ bằng 1/10 lượng wafer ban đầu", Murray cho biết. Trong khi đó, công ty sản xuất màn hình micro-LED vẫn trả tiền cho toàn bộ wafer, khiến chi phí đội lên rất nhiều.

Các công ty sản xuất màn hình micro-LED đang cố gắng tinh gọn quy trình gia công. Điều đó rất quan trọng bởi quy trình sản xuất càng phức tạp, nguy cơ xảy ra lỗi càng cao.

Khi nào mới có "khoảnh khắc iPhone"?

Vẫn còn nhiều khó khăn trong việc sản xuất màn hình micro-OLED và micro-LED. Nếu giải quyết thành công, chúng sẽ giúp thị trường kính thông minh khởi sắc hơn.

Môi trường AR trên màn hình micro-OLED hay micro-LED sẽ giống thật. Kích thước mỏng, nhỏ của màn hình còn giúp kỹ sư tự do điều chỉnh, thiết kế các bộ phận trong kính.

Kính AR siêu nhẹ Vuzix Blade. Ảnh: Tom's Hardware.

Trong tương lai, công nghệ màn hình của kính AR có thể phát triển hơn, mở ra giấc mơ về những chiếc kính AR mỏng nhẹ, thời trang, hoàn toàn trong suốt.

"Mọi người muốn hướng đến kính AR cho người dùng. AR cho người dùng nghĩa là các sản phẩm nhẹ, chỉ cỡ 50 g và không khiến bạn giống Darth Vader (nhân vật Star Wars với chiếc nón trùm kín đầu - PV)". Steudel nói.

Nhìn chung, AR vẫn cần "khoảnh khắc iPhone" - màn ra mắt của một thiết bị dễ sử dụng, mang đến nhiều lợi ích. Màn hình chất lượng tốt sẽ giúp kính AR hiển thị sắc nét, sáng và dễ sử dụng hơn rất nhiều.

Phúc Thịnh