کالبدشکافی و بررسی قطعات داخلی هدست آکیولس ریفت CV1

تا حالا چند مدل از این هدست‌ها زیر دستمون باز شده تا ببینیم چه تغییراتی نسبت به نسل‌های قبل کرده. بیا اول یه نگاهی به مشخصات کلیش بندازیم:

← دو تا صفحه نمایش OLED با رزولوشن ترکیبی 2160 در 1200 پیکسل

← نرخ نوسازی (Refresh Rate) 90 هرتز

← سنسورهای شتاب‌سنج، ژیروسکوپ و قطب‌نما

← ردیابی 360 درجه حرکت سر از طریق دوربین مادون قرمز

زاویه دید افقی بیشتر از 100 درجه

کنترلرهای حرکتی مخصوص آکیولس (Oculus Touch) هم داستان خودشون رو دارن که تو یه فرصت دیگه حتما کالبدشکافیشون می‌کنیم.

برای اینکه تجربه واقعیت مجازی طبیعی‌تر بشه، ردیابی دقیق حرکات سر خیلی مهمه. این کار توی آکیولس با استفاده از کلی نقطه نوری انجام می‌شه.

این نقاط در واقع نور مادون قرمز هستن که از ال‌ای‌دی‌های مخفی داخل بدنه هدست ساطع می‌شن. تو حالت عادی و با چشم غیرمسلح چیزی نمی‌بینی، اما دوربین مادون قرمز ردیاب تک‌تک این نقاط رو تشخیص می‌ده.

به این سیستم ردیابی، Constellation (صورت فلکی) می‌گن؛ چون وقتی با دوربین مخصوص بهش نگاه می‌کنی، انگار یه نقشه ستاره‌شناسی پرنور روی صورتت کشیده شده.

حتی اگه سرت رو کامل به عقب بچرخونی باز هم ردیابی می‌شی. برخلاف مدل‌های قدیمی، این نسخه هم در قسمت جلو و هم در بند پشتی ال‌ای‌دی مادون قرمز داره تا زاویه کور نداشته باشه.

بدنه این مدل حسابی سبک و راحته و هدفون‌ها هم مستقیم روی خود دستگاه نصب شدن تا راحت‌تر باشی. فوم دور چشم خیلی تمیز و فقط با چندتا گیره پلاستیکی به بدنه وصل شده و راحت جدا می‌شه. استفاده از پیچ کمتر یعنی وزن کمتر دستگاه که برای یه هدست خیلی مزیت بزرگیه! وقتی فوم رو برداشتیم، می‌تونیم تنها کابل اصلی هدست رو به راحتی جدا کنیم.

سیستم مدیریت کابل‌ها تو این نسخه واقعا پیشرفت چشمگیری داشته و خیلی بی‌دردسرتر شده.

باز کردن هدفون‌های تنظیم‌شونده از این راحت‌تر نمی‌شه. یه مهره استوانه‌ای ساده بازوهای اسپیکر رو نگه داشته و اتصالش به سیم‌های داخل هدبند هم با پین‌های فنری برقرار می‌شه. یه طراحی فوق‌العاده هوشمندانه! معمولا هدفون‌های گرون‌قیمت خیلی سخت باز می‌شن و قابلیت تعمیر پایینی دارن، اما اینجا مهندس‌ها حسابی کارمون رو راحت کردن.

مخصوصا که این هدفون‌ها بیرون زده هستن و اگه وسط یه بازی هیجانی هدست از دستت بیفته، اولین چیزی که ممکنه بشکنه همیناست.

یه پارچه کشی مشکی (لایکرا) دور لنزها رو پوشونده تا قطعات داخلی از گرد و غبار در امان باشن، اما خاصیت کشسانیش باعث می‌شه لنزها بتونن به راحتی برای تنظیم شدن حرکت کنن.

روی همین قاب پلاستیکی کاور، یه گیره اتصال برای بند بالای سر هم قرار داره. حالا چطوری بازش کنیم؟ یه کم می‌گردیم و خارهای مخفی داخلش رو پیدا می‌کنیم. با چند تا حرکت حساب‌شده اسپاجر، قاب کامل از جاش آزاد می‌شه. با برداشتن این قسمت، بالاخره می‌تونیم یه نگاه واقعی به دل و روده آکیولس بندازیم!

تو نسخه‌های اولیه و آزمایشی از یه صفحه نمایش گوشی گلکسی نوت 3 استفاده می‌کردن، اما اینجا قضیه خیلی حرفه‌ای‌تر شده. آکیولس اومده دو تا صفحه نمایش اختصاصی گذاشته که مستقیم به پشت لنزها وصلن. فاصله این مجموعه رو هم می‌تونی با یه دکمه چرخشی تنظیم کنی تا دقیقا با فاصله چشم‌هات هماهنگ بشه. تا روزی که تکنولوژی‌های جدیدتر بیاد، همین سیستم بهترین کیفیت رو بهت می‌ده.

← اینجا چی داریم؟ یه سنسور تشخیص نور محیط که می‌فهمه چه زمانی هدست رو روی صورتت گذاشتی، یا شاید هم روشنایی صفحه رو تنظیم می‌کنه تا نور اضافی به داخل هدست نشت نکنه.

وقتی قاب محافظ رو برمی‌داریم، چندتا کابل فلت می‌بینیم. این کابل‌ها عمدا یه کم آزاد و شل در نظر گرفته شدن تا مجموعه لنز و نمایشگر بتونن برای تنظیم فاصله بین چشم‌ها (IPD) به راحتی چپ و راست بشن. سه تا کابل فلت دیگه هم برد کنترل ال‌ای‌دی‌ها رو به مجموعه ال‌ای‌دی‌های مادون قرمز که دورتادور قاب پخش شدن، وصل می‌کنن.

خیلی جالب نیست که دو نیمه اصلی دستگاه با کلی کابل به هم وصل باشن، اما حداقل مهندس‌ها روی کابل‌ها برچسب زدن تا موقع بستن دستگاه مسیر رو گم نکنیم.

رسیدیم به مغز متفکر و هسته اصلی آکیولس!

اینجا پر از قطعات حساس و جذابه که معماری پیچیده این هدست رو به رخ می‌کشه.

بیا قبل از بررسی برد اصلی، یه نگاهی به سیستم نورپردازی ال‌ای‌دی‌ها بندازیم. اون کابل‌های ریز به سه تا مجموعه ال‌ای‌دی مادون قرمز وصل می‌شن: قسمت بالایی، پایینی و بند پشتی.

هر کدوم از ال‌ای‌دی‌ها روی مدار شماره‌گذاری شدن. یه میکروفون کوچیک هم اون گوشه پیدا کردیم و برامون سوال شد که دقیقا کاربردش چیه.

احتمالا برای چت صوتی داخل بازی، فرمان‌های صوتی یا حتی تنظیم اتوماتیک صدای محیط تعبیه شده.

این میکروفون از نوع MEMS هست و زیر چسب کاپتون کف قاب پنهان شده بود.

برد مادر بالای مجموعه لنزها جا خوش کرده. بیا ببینیم چه چیپ‌هایی روش سوار شدن:

← چیپ مبدل تصویر Toshiba 4 کیلواهم HDMI به MIPI Dual-DSI

← کنترلر هاب Cypress Semiconductor USB 3.0

← میکروکنترلر 32 بیتی STMicroelectronics ARM

← حافظه فلش Winbond 64 Mb

چیپ بلوتوث هوشمند Nordic Semiconductor

کنترلر صدای CMedia USB Audio

← سنسور 6 محوره بوش (Bosch Sensortec)

بقیه چیپ‌ها و آیسی‌های روی برد رو هم چک کنیم:

← سنسور تشخیص فاصله STMicroelectronics VL53L1X

← چیپ STMicroelectronics BALF-NRF01D3 برای تنظیم امواج بلوتوث

← آیسی مدیریت توان صفحه نمایش Texas Instruments

← حافظه ON Semiconductor CAT93C46B

حافظه STMicroelectronics M24C64-F

سوئیچ مدیریت بار ON Semiconductor NCP433FCT2G

← مبدل ولتاژ Ricoh R1202L721A DC-DC

وقتی مجموعه لنز رو جدا می‌کنیم، می‌رسیم به این صفحه نمایش‌های اختصاصی که از دهانه لنز هم بزرگ‌ترن! اندازه هر کدوم از این پنل‌های OLED حدود 90 میلی‌متره و تراکم پیکسلی‌شون حدود 456 پیکسل در اینچه (ppi). برای اینکه معیاری داشته باشی، تراکم پیکسلی آیفون 6s Plus حدود 401 و گلکسی S7 حدود 576 هست.

با این تراکم پیکسلی، باید چشمت حدود 20 سانت از صفحه فاصله داشته باشه تا بتونی پیکسل‌ها رو از هم تشخیص ندی. اما سیستم اپتیکال و لنزهای خاص این هدست کاری می‌کنن که تصویر خیلی دورتر، بزرگ‌تر و فراگیرتر به نظر برسه.

با همه این تفاسیر، با تکنولوژی فعلی هنوز هم وقتی هدست رو روی چشمت می‌ذاری، اگه دقت کنی می‌تونی پیکسل‌ها رو تا حدودی ببینی.

تو کیت‌های توسعه اولیه، لنزها دایره‌ای و قابل تعویض بودن، اما تو این نسخه نهایی (CV1) از یه جفت لنز ثابت و نامتقارن استفاده شده.

اگه از نزدیک به لنز نگاه کنی، حلقه‌های هم‌مرکزی رو می‌بینی که نشون می‌ده با لنزهای فرسنل (Fresnel) طرف هستیم. این لنزها همون کار لنزهای ضخیم و منحنی سنتی رو انجام می‌دن اما وزن خیلی خیلی کمتری دارن.

لنز فرسنل زاویه دید باز و فاصله کانونی کوتاهی رو در اختیارت می‌ذاره، در حالی که متریال خیلی کمی توش به کار رفته. این دقیقا همون چیزیه که برای هدست واقعیت مجازی نیاز داریم تا گردنت موقع ساعت‌ها بازی کردن خسته نشه.

یه نکته جالب: مهندس‌های آکیولس با تغییر اندازه و شکل این منشورهای هم‌مرکز، لنز رو حسابی بهینه‌سازی کردن تا انحرافات کروی یا کج شدن تصویر به حداقل برسه. دلیل شکل نامتقارن لنز هم همینه.

اما صبر کن! اگه لنزهای فرسنل اون انحنای بزرگ لنزهای سنتی رو ندارن، پس چرا این لنزها یه کم منحنی به نظر می‌رسن؟ معلوم شد آکیولس یه قدم فراتر رفته و لنزهای فرسنل رو به صورت ترکیبی (Hybrid) طراحی کرده.

پشت این منشورهای هم‌مرکز که ضخامت یکسانی دارن، یه لایه شیب‌دار اضافه شده که شکل یه لنز منحنی رو شبیه‌سازی می‌کنه. این ترفند باعث می‌شه نقطه فوکوس تو محور عمودی لنز متغیر باشه.

به خاطر همینه که آکیولس می‌گه برای شفاف شدن تصویر، فقط کافیه هدست رو روی صورتت یه کم بالا یا پایین بکشی. با این کار، چشمت از بخش متفاوتی از لنز نگاه می‌کنه و بهترین فوکوس رو پیدا می‌کنی. به همین راحتی دیگه نیازی به تعویض لنز نداری.

حالا که تا اینجا اومدیم، بیا ببینیم لنز تو هدست واقعیت مجازی اصلا چیکار می‌کنه و چرا اینقدر مهمه؟ برای اینکه تصویر طبیعی باشه و حس سرگیجه نگیری، لنز باید دو تا کار مهم انجام بده: اول اینکه تصویر نمایشگر رو اونقدر بزرگ کنه که لبه‌های صفحه رو نبینی، و دوم اینکه تصویر رو تو فاصله بی‌نهایت نوری فوکوس کنه.

یعنی چی؟ یعنی لنز پرتوهای نور رو موازی می‌کنه تا اشیا طوری به نظر برسن که انگار در فاصله دوری قرار دارن. اینطوری چشم تو برای فوکوس کردن روی تصویر نیازی به تلاش اضافه نداره و خسته نمی‌شه.

به زبان ساده: لنز باعث می‌شه حس کنی داری به یه دنیای بزرگ و دور نگاه می‌کنی، نه اینکه یه مانیتور کوچیک چسبیده به صورتت!

پشت این لنزها و نمایشگرها چه خبره؟ یه مکانیزم چرخ‌دنده‌ای فنری خیلی ظریف برای تنظیم فاصله بین دو تا لنز. این مکانیزم به لنز و نمایشگر اجازه می‌ده به صورت یکپارچه با هم حرکت کنن تا فاصله بین چشم‌های افراد مختلف (IPD) رو به خوبی پوشش بده، بدون اینکه کیفیت اپتیکال به هم بریزه. خلاصه بگم: چشم‌های هر کسی با هر فاصله‌ای می‌تونه راحت با این هدست کار کنه و تصویر شفافی ببینه.

قطعه بعدی که قراره دربیاریم، برد درایور LEDهاست...

این همون بردیه که حرفش رو زدیم؛ یه مدار خیلی تمیز که پر از نقطه‌های تست و سخت‌افزارهای کنترلی برای روشن کردن سیستم ردیابیه.

مدار مجتمع‌های (IC) کنترل‌کننده ال‌ای‌دی روی این برد ساخت شرکت Texas Instruments هستن:

← سه تا چیپ درایور ال‌ای‌دی شانزده کاناله Texas Instruments

← پشت برد هم دو تا خازن نسبتا بزرگ هست که وظیفه‌شون تثبیت جریان برق برای اون تعداد زیاد از ال‌ای‌دی‌های مادون قرمزه تا افت ولتاژ پیش نیاد.

لنزها و پردازنده‌ها رو به طور کامل بررسی کردیم. حالا وقتشه بریم سراغ بند روی سر. با یه ابزار پلاستیکی برچسب‌های FCC رو باز می‌کنیم تا ببینیم زیرش چه خبره.

با کنار زدن لایه پارچه‌ای، یه کابل فلت مشکی جذاب پیدا می‌کنیم که از روی سر رد می‌شه تا برق ال‌ای‌دی‌های پشتی هدست رو تأمین کنه. واقعا تمیز کار کردن! اما این قطعات مکانیکی کنار بند دیگه چی هستن؟

فنرهای هدبند! این فنرها داخل ریل‌های کناری قرار گرفتن و باعث می‌شن بند هدست چند سانت حالت کشسانی داشته باشه. این مکانیزم یعنی می‌تونی هدست رو مثل یه کلاه لبه‌دار خیلی راحت روی سرت بذاری و برداری، بدون اینکه نیاز باشه هر دفعه سگک یا بندهاش رو از اول تنظیم کنی.

با اینکه این فنرها کار رو برای کاربر خیلی راحت کردن، اما قطعات مکانیکی همیشه مستعد خرابی هستن. از اونجایی که باز کردن و تعویض بند هدست تقریبا غیرممکنه، باید حسابی مراقبشون باشی تا طول عمر بیشتری داشته باشن.

امتیاز تعمیرپذیری آکیولس ریفت CV1 تو این کالبدشکافی: 7 از 10 (عدد 10 یعنی راحت‌ترین حالت برای تعمیر):

← مدیریت کابل‌ها نسبت به مدل‌های قبلی خیلی بهتر شده و کانکتور اصلی به راحتی جدا می‌شه.

← هدفون‌ها به لطف پین‌های فنری خیلی راحت و سریع باز می‌شن.

← فوم دور چشم فقط با چندتا گیره پلاستیکی وصل شده و کشیدنش به بیرون هیچ دردسری نداره.

← رسیدن به قطعات داخلی یه کم سخته، چون کاور ضد گرد و غبار با گیره‌های مخفی محکم شده.

← تعویض بند هدست تقریبا غیرممکنه مگه اینکه پارچه رویی رو پاره کنی.

← طراحی پیچیده و کابل‌های فلت خیلی ظریف باعث می‌شه درآوردن لنزها، نمایشگر و مادربرد پرخطر و سخت باشه.