Los investigadores de Nvidia encontraron una forma sencilla y efectiva para cuadruplicar la resolución efectiva y duplicar la tasa de refresco de los paneles LCD comunes: apilarlos unos sobre otros. Esta técnica, bautizada por Nvidia con el nombre de “pantallas en cascada”, podría ser la clave para desarrollar visores de casco económicos y de muy alta resolución, al estilo de Oculus Rift. Nvidia ya construyó un prototipo utilizando una impresora 3D, con resultados sorprendentemente prometedores.
Lo primero que se piensa al considerar la posibilidad de apilar paneles LCD es que suena a locura, principalmente por que éstos suelen ser opacos. Sin embargo, sólo las brechas entre píxeles son opacas, y los píxeles en sí son bastante transparentes. Teniendo en cuenta esta particularidad, Nvidia decidió probar la posibilidad de incrementar la resolución espacial (la densidad de píxeles) al apilar literalmente los paneles LCD unos sobre otros. Con la ayuda de un poco de magia por parte del software, los resultados fueron favorables.
Nvidia comenzó comprando dos monitores LCD estándares de 7 pulgadas y resolución de 1280 x 800, disponibles por unos pocos dólares de parte en cualquier proveedor chino. Los paneles LCD se sacan de sus marcos y se quita el backlight de uno de los paneles, el cual se convertirá en el panel delantero de la pila. Los dos paneles no se colocan exactamente uno sobre el otro, sino con un sutil desplazamiento de un cuarto de pixel.
El mencionado desplazamiento es importante para que cada pixel en el panel delantero actúe como un “obturador” para un conjunto de cuatro píxeles en el panel trasero. Es por esta razón que la pantalla combinada ofrece el cuádruple de resolución espacial (efecto multiplicativo) en lugar de sólo duplicarla (efecto aditivo). Hace falta un software especial para manejar esta nueva clase de pantalla en casada, pero Nvidia posee los medios para encargarse de esta parte. En las demostraciones llevadas a cabo por la empresa quedó claro que esta configuración agrega una importante mejora de resolución. A su vez, los dos paneles pueden usarse al unísono para brindar tasas de refresco por encima de los 60 Hz.
La primera aplicación a la que apunta Nvidia con su técnica de pantallas en cascada son las pantallas de casco (HMD, o head-mounted display), tales como la Oculus Rift. Esta última emplea una pantalla de resolución relativamente baja, y cuando la imagen está muy cerca de los ojos, el efecto de baja resolución puede resultar incómodo, resultando en imágenes pixeladas al estilo de los videojuegos de los 80.
En lugar de cuadruplicar la resolución espacial colocando costosas pantallas 4K de 3840 x 2160, la alternativa descubierta por Nvidia consiste en apilar un par de pantallas LCD baratas que, además, dan la oportunidad de esparcir los píxeles un poco, brindando un campo visual más amplio: el campo visual humano se acerca a los 180°, mientras que Oculus Rift y otros HMDs ofrecen sólo 100°.
Existen algunas desventajas en el invento de Nvidia: el apilado de una pantalla sobre otra reduce el brillo general de la imagen, aunque este inconveniente es más propio de una PC portátil o un Smartphone, y no tanto de un HMD en el que la imagen se encuentra muy cerca de los ojos. Otros problemas son la distorsión (corregible por software) y los ángulos de visión limitados (no corregibles) causados por la separación de los dos paneles.
