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Timestamp: 2019-10-15 05:02:51+00:00

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Foro: Hardware > La resolución necesaria para dejar de ver SDE
Tema: La resolución necesaria para dejar de ver SDE
Fragglerock » 30 SEP 2018 15:04
¡¡¡AVISO DE LADRILLO!!!
Una reflexión sobre el SDE y los PPD
Cuando hablamos en el foro sobre estos dos conceptos a veces lo hacemos como si fueran términos abstractos, pero sobretodo, como si fueran exclusivos de realidad virtual e imposibles de replicar en el resto de tecnologías. Lo cierto es que el SDE va de la mano con los PPD, ya que aumentan y disminuyen en igual proporción y en sentidos opuestos. Es decir, a más PPD, menos SDE y viceversa.
Por empezar por lo más básico, para quien no sepa lo que son los PPD (pixel per degree o píxel por grado en castellano), no son más que la cantidad de puntos que podemos ver por cada grado que alcanza nuestra visión. Es muy común usar el término para hablar sobre VR, pero lo cierto es que es igual de útil para cualquier tipo de display, pero SOBRETODO PARA DETERMINAR LA CALIDAD DE IMAGEN DE CUALQUIER VISUALIZACION.
¿Por qué el PPD es el mejor valor para determinar la calidad de imagen?.
Explicar todo esto de forma teórica me llevaría dos días, pero con un ejemplo se ve genial:
Si tenemos dos televisiones (una fullhd y otra 4k), ¿qué se ve mejor, la fullhd a tres metros, o la 4k a medio metro?. ¿La fullhd, verdad?. En la 4k a medio metro veríamos los píxeles y todos los defectos de la imagen.
La razón es que cuando vemos una pantalla fullhd a 3 metros tenemos un PPD mucho más alto que si vemos una pantalla 4k (de igual tamaño) a medio metro. La clave del valor PPD es que ENGLOBA LA RESOLUCIÓN Y EL ÁNGULO DE VISIÓN, y el ángulo de visión a su vez viene determinado por la distancia y el tamaño. Con esto no quiero decir que esos tres factores (resolución, tamaño pantalla, distancia) no influyan, todo lo contrario, son precisamente las tres variables más influyentes, pero el único valor que por sí solo es capaz de aproximar lo máximo posible la calidad de imagen son los píxeles por grado, ya que ahí están incluidos todos los demás.
Veámoslo con un ejemplo, de hecho voy a poner un ejemplo personal (*voy a hacer todos los cálculos con la resolución vertical para simplificar las cosas):
Tengo un proyector en mi salón que proyecta (valga la redundancia) una imagen de 120” a una distancia del espectador (o sea, yo) de 245cm. Sabiendo la distancia que hay entre yo y la imagen, el tamaño de la imagen (150cm de alto) y el número de píxeles que conforman la componente vertical de la imagen (1080pix) podemos calcular el número de puntos que vemos por cada grado de visión.
No me voy a poner aquí a dibujar los triángulos que se forman y resolver los senos y cosenos resultantes. Os pido por favor que os fieis de que los cálculos son correctos y los hice con mucho mimo. Además son cálculos MUY sencillos para quien sepa un poquito de matemáticas.
La pantalla que veo ocupa 36º de mi campo de visión vertical
La pantalla tiene 1080píxeles verticales.
Los PPD (píxeles por grado) de lo que estoy viendo son exactamente 30 (1080/36).
*El resultado no es casualidad, ya que lo configuré justo para tener esos 30PPD porque es el valor ideal por ofrecerte una sensación de pantalla gigante sin que se vea ningún píxel o defecto.
Hay algo que no puedo describir por aquí, que es la calidad de la imagen que veo. Bajo mi punto de vista es cristalina y resulta completamente imposible ver píxeles. Quiero decir con esto que aunque la visión humana puede distinguir hasta 60PPD, os aseguro que con 30PPD la calidad de imagen es soberbia.
Ni que decir tiene que si me muevo hacia delante o hacia atrás, cambio el tamaño de la pantalla o modifico la resolución del proyector todos estos datos cambiarían y darían resultados totalmente distintos. Es decir, si te empiezas a mover hacia atrás, por ejemplo, la cantidad de grados de tu visión que ocupa la pantalla sería menor y por lo tanto los PPD serían más altos. Si lo comparamos con la VR, alejarnos de la pantalla de nuestro salón sería como reducir el FOV, es decir, la cantidad de grados que abarca la pantalla que estamos mirando.
Ahora vamos a ver cómo funciona esto en realidad virtual:
Cuando nos ponemos unas gafas de realidad virtual estamos generando una situación. Y una situación no es más que la concreción de unas determinadas variables, como hemos descrito arriba:
1. Un determinado ángulo de visión. Que si en nuestro salón venía determinado por el tamaño de la pantalla y la distancia a la que nos poníamos, en realidad virtual depende simplemente del FOV. Ahora muchos estaréis pensando que me he vuelto loco y que también influye el tamaño de las pantallas, los aumentos de las lentes, la distancia entre el ojo y las pantallas. Pues bien, siendo verdad todo eso, lo cierto es que el FOV incluye todo eso. Es decir, un fov de 100 grados puede tener infinitas combinaciones de esos tres elementos, pero sabiendo el FOV sabemos las proporciones que hay entre todos ellos y podremos calcular los PPD.
*es importante reseñar que si cambiamos la espuma de las gafas, apretamos las gafas contra la cara o cambiamos el IPD podemos conseguir pequeñas variaciones del FOV y cambiar esa proporción. Pero vamos a coger como valores por defecto los oficiales de los visores.
2. Una determinada resolución. Aquí funciona igual que en nuestro salón, estamos viendo unas pantallas que tienen un determinado número de píxeles.
Calculemos pues cuáles son los valores de PPD para nuestros visores:
Oculus Rift: Sobre el papel, Rift tiene 90º de FOV vertical y monta unas pantallas de 1200 píxeles verticales. Por lo tanto el valor de PPD o de resolución percibida son 13,3.
HTC VIVE: Vive tiene 100º de FOV vertical y monta pantallas iguales a las rift, 1200 píxeles verticales. Por lo tanto el valor de PPD son 12. De ahí que se note un poco más de SDE y menos definición
HTC VIVE pro: Vive pro tiene el mismo FOV que las vive normales y monta pantallas de 1600 píxeles verticales. Por lo tanto el valor de PPD son 16.
*Un truco muy sencillo para saber cómo se vería en realidad virtual un determinado valor de PPD es el siguiente: Te pones delante de una pantalla que tenga la resolución que quieres evaluar y te colocas a la mitad de la distancia de la medida vertical de dicha pantalla. Por ejemplo, si queremos saber cómo se verían una resolución 4k en unas gafas de realidad virtual de 90º de FOV vertical, como oculs Rift, tendríamos que poner nuestros ojos a una distancia a la pantalla que sea igual a la mitad que lo que mide la pantalla verticalmente. ¿Qué rollo, no?. Es muy sencillo, si estamos delante de una pantalla que mide 85cm verticalmente, tendríamos que colocar nuestros ojos a 42,5cm. Si tenemos delante una pantalla de 120cm de alto, nos colocaríamos a 60cm de la pantalla.
Vamos ahora al tema principal por el que he escrito este texto y no es otro que calcular qué relación entre resolución y FOV (esta relación es precisamente los PPD) necesitamos para dejar de ver el molesto efecto SDE en realidad virtual.
Si estamos hablando que en mi proyector es imposible ver los píxeles, y por lo tanto es imposible ver ningún SDE y los PPD que tengo con la configuración de mi salón son 30PPD, veamos qué combinaciones nos pueden dar un valor similar en realidad virtual.
Vamos a poner tres ejemplos distintos. Uno de un visor con mucho FOV, otro con un visor de FOV standard y otro con un visor de FOV muy pequeño.
1. Un visor con un FOV de 120º verticales y 180º horizontales (140º monoculares), necesitaría una resolución de 3600píxeles verticales y 8200 píxeles horizontales (o lo que es lo mismo, dos pantallas de 3500x4100 cada una) para no ver ningún SDE.
2. Un visor con un FOV vertical de 90º y horizontal de 100º, necesitaría una resolución de 2700 píxeles verticales y 4900 píxeles horizontales (o lo que es lo mismo, dos pantallas de 2700x2450 cada una) para no ver SDE. Es decir, un Rift con dos pantallas de 2700x2450 no tendría nada de SDE.
3. Un visor con un FOV vertical de 60º y horizontal de 70º, necesitaría una resolución de tan solo 1800 píxeles verticales y 3250 píxeles horizontales para no ver SDE.
Como podéis ver, el aumento del FOV supone un aumento enorme de la resolución necesaria (y por lo tanto de potencia gráfica necesaria) para poder mantener esos 30PPD y no tener efecto rejilla. Será por lo tanto importante gestionar ese equilibro entre FOV, resolución y potencia gráfica necesaria para la segunda generación, ya que de momento, y lamentablemente, no tenemos fuerza bruta para todo...
Esto es todo amigos. Para algunos habré dicho perogrulladas, para otros habré soltado un ladrillo que no viene a cuento y para otros habré escrito algo interesante. Para todos ellos, gracias por haber dedicado un rato a leerlo.
- Javi - » 30 SEP 2018 15:54
Me gustan mucho este tipo de aportaciones. Gracias.
Fragglerock » 30 SEP 2018 16:13
Muchas gracias. Hacía tiempo que tenía ganas de escribir sobre varios temas (éste es uno de ellos), pero siempre me aborrece ponerme a ello.
albertopina1 » 30 SEP 2018 16:20
Está muy bien, pero se te ha olvidado una cosa, el SDE es el espacio en negro que queda entre píxeles, y esto puede variar según la tecnología de la pantalla, por ejemplo, un hmd con una pantalla 4k, puede tener más o menos SDE que otro hmd con la misma resolución y mismo Fov.
Pongamos un ejemplo muy claro y real, Psvr y Oculus DK2, misma resolución, Fov muy parecido, pero en PSVR es muy poco apreciable y en el DK2 es muy acentuado.
Es mas, Psvr tiene menos SDE que HTC Vive con menor resolucion.
Y habría que incluir otra variable, la matriz de la pantalla, pentile (malla aladrillada) o RGBW (malla cuadricular).
Fragglerock » 30 SEP 2018 16:25
albertopina1: Está muy bien, pero se te ha olvidado una cosa, el SDE es el espacio en negro que queda entre píxeles, y esto puede variar según la tecnología de la pantalla
Efectivamente la distancia entre píxeles podría influir sobre el SDE, aunque mucho menos que el resto de cosas que comento. No es que se me haya olvidado, es que me he ceñido en este artículo a los factores que son absolutamente determinantes. Escribir un artículo abarcando todas y cada una de las variables hubiese llevado días y sería un texto muchísimo más largo y muchísimo más engorroso. Podríamos hablar también de tecnología de paneles, subpíxeles, método de apagado. Por no hablar de velocidad de respuesta, rango dinámico, contraste ANSI, contraste nativo, microcontraste. Todo influye en la calidad percibida, pero mucho menos que los PPD.
Fguillotine » 30 SEP 2018 16:37
Venía a comentar los mismo. Tus cálculos son aplicables a los tipos de panel que se están utilizando ahora, pero el SDE solo depende de la distancia que hay entre pixels, realmente no tiene nada que ver ni con la resolución ni con los PPD. Por poner un ejemplo fácil, en pantallas DLP el SDE directamente no existe porque no hay separación entre estos. La pena es que tengan otros defectos que las convierten en inútiles para dispositivos de VR, como el dichoso efecto Arcoiris.
Fragglerock » 30 SEP 2018 16:53
Fguillotine: el SDE solo depende de la distancia que hay entre pixels, realmente no tiene nada que ver ni con la resolución ni con los PPD. Por poner un ejemplo fácil, en pantallas DLP el SDE directamente no existe
Yo he tenido 4 proyectores montados sobre tecnología DLP (uno de 600x800, otro 720p y dos fullhd) y tiene exactamente el mismo SDE que cualquier otra tecnología. Otra cosa es que al ser una tecnología proyectada mediante luz (que por cierto no tiene nada que ver con lo que estamos hablando, y mucho menos con VR) puedes mitigar el efecto con un desenfoque de la lente, pero no diluyes sólo el entramado entre píxeles, sino también los píxeles mismo. Cosa que, por cierto, en pantallas con píxeles integrados no puedes hacer, ya que la malla SDE es una "estructura" fija.
cercata » 30 SEP 2018 17:27
albertopina1: Está muy bien, pero se te ha olvidado una cosa, el SDE es el espacio en negro que queda entre píxeles, y esto puede variar según la tecnología de la pantalla, por ejemplo, un hmd con una pantalla 4k, puede tener más o menos SDE que otro hmd con la misma resolución y mismo Fov.
Exacto, igual viene ahora alguien y pega un pelotazo sacando pantallas que con los mismos PPD no tienen SDE.
No sería de extrañar, en el OC5 me suena haber oido tanto a Abrash como a Carmack que las pantallas que se estan usando ahora mismo son de moviles, y los que las han diseñado les daba igual el SDE, pero que ahora con el tema AR se estan empezando a desarrollar pantallas especificas, y la VR se va a beneficiar de ello.
Por cierto, una cosa de la que se esta hablando muy poco son las lentes PANCAKE que dijo Abrash, que con ellas se podia conseguir o gran FOV o tamaño de visor muy reducido, pero no las 2 cosas. Vamos, que igual hay 2 modelos de CV2, el pequeñin y el grande con + FOV
Fguillotine » 30 SEP 2018 17:28
pues sí, después de comprobarlo en primera persona tengo que rectificar y darte la razón con las pantallas DLP. En este momento estoy algo confundido y realmente no se de donde me lo saqué, pero estaba convencido. Mil disculpas.
Fragglerock » 30 SEP 2018 18:05
No hace falta que pidas disculpas, Fguillotine. Estamos aquí para charlar. Todos los equivocamos o nos liamos a veces, yo el primero.
_C__ » 30 SEP 2018 19:46
Fragglerock » 30 SEP 2018 21:01
Por cierto, los dos somos gallegos :-)
Yo soy de la provincia de Lugo. Un abrazo!.
Celebrex » 30 SEP 2018 23:08
oldsysop » 1 OCT 2018 0:56
Y Pimax ni enterado.
Son estos post los que le dan sentido al foro. Pensar que así era RoV en el 2013/2014.
Fragglerock » 1 OCT 2018 21:26
kilian_sol EvilSergi 19 Anónimo
4 Virtual Pixels 48: Cosmos y Asgard's Warth	Hace 9 horas

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