LGとGoogleがVRヘッドセット向けに18メガピクセル、120Hzディスプレイを設計

LGとGoogleはVR HMDのディスプレイ技術の向上に共同で取り組んでおり、これまでに実現した技術は既存のディスプレイをはるかに凌駕するものです。LGとGoogleは、120Hzのリフレッシュレート（RiftやViveよりも30Hz高い）と驚異的な4,800×3,840の解像度を誇る4.3インチOLEDディスプレイを開発しました。

LGとGoogleの新しいディスプレイは野心的なプロジェクトです。論文の著者らは、人間の視覚システムにより近いOLEDパネルの開発を目指したと説明しています。目標は、100度以上の視野角（FoV）、1,000～2,200PPI（ピクセル/インチ）、そして片目あたり1,500万～2,500万ピクセルを実現するガラス基板上のOLEDディスプレイを開発することでした。比較対象として、現在入手可能な最高解像度のVRディスプレイであるVive ProとSamsung Odysseyは、615PPI、片目あたり230万ピクセルを備えています。

LGとGoogleのエンジニアリングチームは、このプロジェクトの基準を満たすパネルを開発しました。両社は、4,800×3,840ピクセル（1443PPI、18メガピクセル相当）の4.3インチOLEDパネルを開発しました。このパネルは120Hzで動作し、モーション・ツー・フォトン遅延は1フレームあたり8.3ミリ秒です。また、モーションブラーを低減するショートパーシステンス照明もサポートしています。LGとGoogleによると、照明処理にはフレーム時間の20%が費やされるため、ホストデバイスは各フレームをレンダリングするのに1フレームあたり6.4ミリ秒しかかかりません。現在の設計では、最大120度の水平視野角（FoV）、最大96度の垂直視野角（FoV）を実現しています。

研究チームは現状の結果に満足しておらず、今後さらに優れた結果を目指しています。論文の著者らは、理論上の上限は片目あたり9,600×9,000ピクセル、2,183PPI、視野角160度×150度になると示唆しています。しかし、どのようなグラフィックシステムがこのようなパネルを駆動するのかは想像がつかないため、すぐに上限値を満たすパネルが登場するとは期待していません。しかし、LGとGoogleはすでに18メガピクセルディスプレイの実用プロトタイプを製作しており、これはこれまでで最も高密度のオンガラスOLEDパネルとなります。

LGとGoogleは、携帯電話のディスプレイでよく見られる、ピクセルあたり2つのサブピクセル配置を採用しました。各ピクセルには、緑のサブピクセルと、赤または青のサブピクセルが1つずつ配置されています。ディスプレイパネルの製造に用いられる従来のファインメタルマスクプロセスは、1000PPIを超えるディスプレイには適さないため、チームはカラーフィルターを備えた白色OLED構造を採用し、新型パネルの量産を簡素化しました。

LGとGoogleのエンジニアリングチームは、VR HMDに連動して使用する2枚の18メガピクセルディスプレイを設計しました。4.3インチのパネルは、3面に電子部品を搭載し、4枚目の面には1.7mmのベゼルを備えています。2枚のパネルを併用する場合、薄いベゼルの両側が接触することになります。左目用パネルは右上から左下へ、右目用パネルは左下から右上へ、斜めに描画されます。

LGとGoogleのエンジニアは、GPUが18メガピクセルのディスプレイを駆動できるようにするための方法にも注力しました。チームは、画像を2つの解像度レベルに分割するフォービエイテッド・レンダリング技術を開発しました。パネルの視覚的なスイートスポットである高解像度ゾーンは、ディスプレイの比較的小さな部分であり、フル解像度でレンダリングされます。スイートスポットの外側にある低解像度ゾーンは、レンダリングパイプラインの帯域幅を節約するために、より低い詳細レベルでレンダリングされます。ディスプレイパネルには、低解像度ゾーンと高解像度ゾーンのデータを組み合わせてフルスクリーン画像を作成するFPGAが内蔵されています。低解像度画像は1280x1922ピクセルで表示され、FPGAがパネル解像度に合わせてアップスケールします。

LG と Google は、これらの 18 メガピクセル ディスプレイが VR ヘッドセットにいつ搭載されるかについてはヒントを提供しなかったが、チームはスタンドアロン VR デバイスに最適であると示唆したため、LG が Daydream 対応のスタンドアロン VR デバイスを密かに構築していると推測される。