今年可適配VR頭顯，歐洲核子研究組織工程師帶來真正光場顯示器

最接近真正光場的體驗

（映維網 2019年01月17日）由前歐洲核子研究組織工程師共同創辦的CREAL3D是一家位於瑞士的初創公司，而他們研發的沉浸式光場顯示器完全不同於當今市場上AR或VR頭顯中的產品。

在上周的CES大會期間，映維網已經報道了一系列酷炫的技術與設備。但在不顯眼的展台里，我們發現了相當吸引人的前沿項目。儘管可能不會出現在今年的頭顯產品中，但它們絕對為下一代的AR和VR描繪了一幅前景光明的畫面。

其中這樣一個項目根本沒有出現在AR/VR展區，而是在2.5千米之外的一個令人意想不到的地方。在「瑞士館」裡面，這種有望驅動下一代沉浸式設備的技術隱藏在一張小桌子上兩個不起眼的盒子中。

站在旁邊的是前歐洲核子研究組織科學家，曾參與過大型強子對撞機的ATLAS項目，CREAL3D的聯合創始人Tomas Sluka和Tomá? Kube?。前文所述的兩個盒子都包含一個目鏡。經過快速的測試後，它馬上給人留下了深刻的印象。不是指看到的內容，而是指看的方式。RoadtoVR的Ben Lang日前解釋這款特別的光場顯示器，以下是映維網的具體整理：

CREAL3D正在構建一款光場顯示器。在我看來，這是我實際看過的最接近真正光場的體驗。光場對AR和VR十分重要，因為它們能夠真正地再現光線在現實世界中的存在方式，以及我們進行感知的方式。遺憾的是，它們難以捕捉或生成，也更難以進行顯示。

當前市場的每一台AR和VR頭顯都採用一定的技巧來令我們眼睛將看到的畫面解讀成真實的存在。大多數頭顯都採用基本的立體視效技術，這種3D效果給出了在固定焦距下投射到平面的場景深度感。

這樣的頭顯支持眼睛輻輳（兩隻眼睛進行聚散運動以將兩幅圖像融合成具有深度的單幅圖像），但不支持眼睛調節（每個眼睛的動態聚焦）。這意味著當雙眼正不斷地改變輻輳，眼睛調節固定於一個地方。在正常的現實情況下，兩個眼睛可以在無意識中同步工作，如果無法同步進行，我們就會遭遇所謂的「視覺輻輳調節衝突」。

簡單來說，當今市場上幾乎所有的頭顯都無法完美地再現我們感知現實世界的方式。

在更先進的頭顯中，「變焦」功能可以根據注視點動態地移動焦距（利用眼睛跟蹤）。例如，Magic Leap支持兩種焦距，並根據需要在彼此之間切換。Oculus的Half Dome原型亦是如此，而且據目前所知，這款設備似乎支持各種連續焦距。但即便如此，這種變焦方法仍然會產生一些固有的問題，因為它們實際上並沒有顯示光場。

回到我對CREAL3D透鏡的快速測試：我看到裡面有一隻小青蛙正站在離我眼睛非常近的樹枝上，而後面則是一棵樹。在看過青蛙之後，我把注意力集中在樹上，這時青蛙將變得模糊，而樹木則非常清晰。然後我回頭再看青蛙，這時樹木出現了自然協調的模糊。

為什麼說這給人留下了非常深刻的印象呢？因為他們根本沒有利用眼動追蹤，所以我知道這並非是典型的變焦系統。不僅如此，我是通過單塊透鏡看到前面所述的這一切，所以我知道這並非單純的眼睛輻輳。這同時包含眼睛調節。

無需眼動追蹤，並且在單眼情況下就能實現兩個對象的合理眼睛調節，唯一的解釋是我看到的是真正的光場，至少說非常接近於真正的光場。

那種自然且協調的模糊是我眼睛無法聚焦的場景區域，一次只能令一個平面聚焦。你可以進行了一個小實驗，並看到類似於我看到的畫面：閉上一隻眼睛，舉起食指並全神貫注；接下來，把視線投向手指後面的物體，這時你會發現食指將變得模糊。

這種情況是因為來自手指的光線和來自更遠距離物體的光線是以不同的角度進入眼睛。對於CREAL3D的透鏡，我看到了同樣的事情，而且是出於同樣的原因 。除非我看到的是計算機生成圖像。

但一個小實驗就可以推翻前面的假設（亦即看到的是計算機生成圖像）。我舉著我的智能手機並對準透鏡。我輕觸小青蛙，而智能手機的攝像頭能夠把焦點對準它。我同樣可以輕觸樹木，而焦點就會切換到樹木，這時青蛙變得模糊。對於智能手機的攝像頭而言，這是位於「真實」焦深的「真實」對象。

前面關於光場是顯示虛擬或增強影像的理想方式的敘述很長（抱歉，光場這個概念容易令人混淆），因為它們原生支持人類自然視覺的所有「功能」。現在看來，CREAL3D的顯示器基本做到了這一點。

但是，桌面上擺著的是巨大的盒子。這種技術是否能夠集成至頭顯中呢？實際的工作原理又如何呢？公司創始人Sluka和Kube?不願意透露太多的信息，但我儘可能地從他們口中探出關於系統功能（和限制）的信息。

工作原理最為撲簌迷離。Sluka只是透露道他們正在使用一款能夠以某種方式調製光線的投影儀，圖像並非全息圖，而且它們沒有在使用微透鏡陣列。CREAL3D相信這是一種創新的解決方案，而且他們的合成光場比其所知的任意產品都要接近於真正的光場。

Sluka表示，系統支持「從零到無限的數以百計的深度平面」，並且具有對數分布（更接近眼睛的平面密度更高，反之密度更低）。他指出，他們同時可以在眼睛「後面」實現一個深度平面，亦即意味著系統可以支持眼鏡。兩人同時指出，他們相信技術可以輕鬆實現微型化並適配AR和VR頭顯，而CES上展示的笨重設備只是概念證明。這家公司預計，他們可以在今年為VR頭顯準備好他們的光場顯示器，並在2021年前實現眼鏡大小的AR頭顯。

至於限制，顯示器目前只支持200RBG，而增加視場和Eyebox會是一個挑戰，因為光場的範圍同樣需要擴大。但是，這支團隊預計他們可以為VR頭顯實現100度的視場，並為AR頭顯實現60-90度的視場。我認為在高幀率下實時生成合成光場是一個計算挑戰，但Sluka沒有詳細介紹渲染過程。

這令人感到非常興奮，但對CREAL3D來說他們才剛剛開始。這是一家年輕的創業公司，目前有10名成員，而他們在光場顯示方法的可行性，性能和可擴展性方面仍需要提供更多的證明。

Sluka擁有捷克共和國利貝雷茨技術大學的科學工程博士學位。他說自己是一名多學科工程師，而已發表的論文可以予以證明。CREAL3D團隊擁有不少博士人才，其中包括數名來自英特爾取消的Vaunt項目。

Sluka表示，他們在2018年籌集了約100萬美元的投資，而他們正在融資500萬美元，以進一步發展公司及其技術。

原文鏈接：https://yivian.com/news/55421.html

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