颠覆AR/VR显示?CREAL光场技术现场体验

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去年CES的时候,青亭网曾报道过一家展示真正光场显示技术的公司:CREAL3D。据悉,该公司由CERN(欧洲核子研究委员会)前工程师Tomas Sluka和Tomas Kubes创办,其技术有别于光波导等其他光学,利用投影技术去调节光线,以实现在数百个深度之间实现动态切换,效果足够自然。

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从当时现场曝光的图来看,CREAL3D的方案体积很大,还需要依赖装在盒子里的处理器,很难想象它该如何应用于AR/VR头显。而今年,刚获得430万瑞士法郎A轮融资并更名为CREAL后的他们再次来到CES,并展示了针对AR/VR头显进行大幅优化,体积大幅缩减的方案。

什么是光场技术?

光场的概念首次由Alexander Gershun在论文中提出,指的是光在每一个方向通过每一个点的光亮,利用光场技术,可以让VR/AR头显模拟出人眼感知光线和聚焦的方式,对人眼注视点所在的区域进行动态聚焦,以呈现出更自然的观感。

光场显示技术用于AR/VR的优势在于,它能够更逼真的表现出真实环境中光线的活动,以及人眼感知的方式,但光场一直以来都很难去捕捉或者生成,甚至显示。

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CREAL光场技术的变焦效果

目前市面上的AR/VR头显大多使用基础的3D显示技术,也就是在固定焦点的平面上模拟深度,营造立体的视觉感官。但这样做的结果是只支持视觉辐辏(通过双目视差形成深度感知),却不支持视觉调节(每只眼睛的动态焦点),尽管你的双目视察一直在改变,但是焦点却固定在一个平面,而不能像在观看真实世界那样让辐辏和调节实现同步,这也是为什么会产生视觉辐辏调节冲突。

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Magic Leap其实就曾号称其AR头显采用光场光子芯片,画面支持在不同焦距间的切换,但实际上其光学方案基于光波导,目前只支持两个焦点平面。

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为了解决这一问题,还有一些VR/AR头显会采用变焦距的方式,根据人眼注视点来动态改变焦距。比如Oculus的Half Dom VR原型机,利用机械式的变焦系统,根据注视点去移动头显内的显示屏,以此来模仿人眼变焦的过程。

而CREAL采用完全不同的方案,是基于视觉辐辏调节原理,通过调节光线来实现焦距的动态调节。其号称支持从零到无限远的数百个深度,以及对数分布(距眼镜越近像素密度越大,越远密度约越小),它还能弥补近视眼看不清的问题。

CREAL的AR/VR之路

从照片上来看,CREAL显示与投影模组(成为光学引擎)的体积的确比之前大幅缩减,已经接近适合头显的大小,但同时也带来适眼距、FOV、分辨率大幅降低的缺点。目前,CREAL面临的困难在于,还是依赖盒子大小的处理单元,说明普通AR眼镜集成的处理器,或者手机不一定能驱动这样的光场显示模组。

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缩小处理器单元的体积将是CREAL接下来的目标,其透露,目前已经大幅缩减主板体积,未来可能会采用ASIC芯片,缩减成适合AR头显大小的体积。此外,还计划通过向余光部位投射额外的非光场图像,来提升FOV。

CREAL提升FOV的方式有点类似于Varjo所采用的分屏注视点渲染方案,不同的是CREAL不需要额外的显示屏,而是用一个光学引擎就能完成。也就是说,结合人眼识别技术,在人眼注视点区域投射光场,而注视点外围采用低保真的非光场显示。

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除此之外,目前CREAL方案的色彩表达和分辨率效果依然不够好,因此这些问题未来是否能解决是让人关心的问题。由于CREAL并没有公开透露其光场技术更细节的原理,我们也无法推测这项技术在优化之后,是否还将受到其他限制。

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总之,接下来CREAL会将CES上演示的技术集成在头显中,首先进入VR,在更远的未来才有可能进入AR头显。CREAL的目标是,将光场技术集成在普通大小的眼镜腿上,甚至在现场还展示了一款设计模型,不过短时间内还无法实现。

接下来,CREAL并不打算自研头显,而是希望以授权的形式,为合作伙伴提供技术。目前,一些合作伙伴已经拿到了开发者套件,不过这项技术真正进入市场可能还需要几年时间。

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据其官网公布的路线图显示,计划在2019年推出用于VR头显的光场解决方案,2020年推出MR眼镜光场解决方案,2021年推出面向可穿戴小尺寸智能眼镜光场投影仪。未来的应用场景方面,CREAL认为可用于医疗(外科手术)、游戏等场景,并计划将其光学方案成本降低至500美元以下。本文系青亭网翻译自:Road to VR

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责任编辑:小新
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