在Meta公司Reality Labs部門實(shí)驗(yàn)室中,有一面原型展示墻,陳列了實(shí)驗(yàn)室設(shè)立七年來(lái)所開(kāi)發(fā)的數(shù)十款VR眼鏡原型,有的輕巧如太陽(yáng)眼鏡,但更多是笨重,大小不一的設(shè)備。這是去年改名為Meta的臉書,最重要的元宇宙研發(fā)基地,Meta創(chuàng)辦人暨首席執(zhí)行官扎克伯格強(qiáng)調(diào),我們的目標(biāo)是打造出通過(guò)視覺(jué)圖靈測(cè)試的次世代VR體驗(yàn),這是目前還不存在的未來(lái)技術(shù)。這是第一次,Meta詳細(xì)披露了打造真實(shí)感VR眼鏡的四大挑戰(zhàn)和最新進(jìn)展。
扎克伯格去年將臉書改名為Meta,來(lái)宣示全力進(jìn)軍元宇宙的企圖心。VR眼鏡是Meta實(shí)現(xiàn)元宇宙大夢(mèng)的關(guān)鍵設(shè)備,2015年就發(fā)布了所并購(gòu)子公司Oculus的首款虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔Rift,而Oculus團(tuán)隊(duì)后來(lái)也成了Meta的VR研發(fā)部門,也就是Reality Labs。
今年2月,Meta公布去年第四季財(cái)報(bào)時(shí),也首度公布了Reality Labs部門的營(yíng)收情況,雖然該季Meta的Reality Labs營(yíng)收高達(dá)8.8億美元,但最后還是虧損了33億美元,而且逐季擴(kuò)大中。最近更傳出Reality Labs部門將重整,要終止或延后部分項(xiàng)目,專注在核心產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。這些負(fù)面消息也引發(fā)外界對(duì)Meta元宇宙布局的疑慮。最近,Meta首度公開(kāi)了Reality Labs部門歷年的研發(fā)成果,來(lái)消弭外界對(duì)發(fā)展不順的質(zhì)疑。
Meta元宇宙的戰(zhàn)略目標(biāo)
Meta元宇宙的戰(zhàn)略目標(biāo)是,打造出媲美真實(shí)世界的虛擬世界,扎克伯格指出,如果有一天VR眼鏡可以媲美人類視覺(jué)的效果,可以實(shí)現(xiàn)“存在感”,讓你感覺(jué)好像跟另一個(gè)人實(shí)際待在同一個(gè)地方的感覺(jué),可以幫助人們更好的交互,這是非常重要的事。不管是,你遠(yuǎn)方家庭成員,或是項(xiàng)目協(xié)作的對(duì)象,你喜歡的藝術(shù)家,都可以讓他們跟你有同在一個(gè)物理空間存在的感覺(jué)。
為何要打造媲美真實(shí)的3D感受,Meta旗下Reality Labs首席研究員Michael Abrash指出,真實(shí)的3D可以讓我們體驗(yàn),今天在虛擬世界體驗(yàn)不到的感覺(jué),尤其是與其他人的交互體驗(yàn),“必須改變感受系統(tǒng),來(lái)趨近真實(shí)的情況,才能提供真正的臨場(chǎng)感。”他更比喻,這樣的VR眼鏡更可以創(chuàng)造出協(xié)同合作的可能性,能做到項(xiàng)當(dāng)年打字機(jī)或計(jì)算機(jī)帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)變革一樣。
不只如此,“一旦可以打造出真實(shí)感的VR顯示器,就可以創(chuàng)造新一代的視覺(jué)體驗(yàn)?!痹瞬裱a(bǔ)充,文化會(huì)適應(yīng)科技所帶來(lái)的深度和豐富性,當(dāng)新一代科技出現(xiàn),就會(huì)帶來(lái)新的藝術(shù)和表現(xiàn)形式,每一個(gè)人都希望被了解,這個(gè)真實(shí)感VR顯示器,會(huì)成為一種強(qiáng)大的工具,可以用一種近似現(xiàn)實(shí)的方法來(lái)表達(dá)自己。
不過(guò),扎克伯格也坦言,要讓VR世界跟現(xiàn)實(shí)物理世界非常相似,是一件非常困難,但很有趣的問(wèn)題,“這涉及我們?cè)谖锢硎澜缛绾伟l(fā)現(xiàn)事情,包括眼睛如何處理信號(hào),以及大腦如何解讀的挑戰(zhàn)?!庇绕洌祟愐曈X(jué)是高度集成的結(jié)果,不能只是看到一個(gè)高度真實(shí)的圖像,還需要很多其他的視覺(jué)線索,才會(huì)有一種很真實(shí)的感覺(jué),“這是與只看計(jì)算機(jī)屏幕或電視屏幕,截然不同的感受。”
不只是這些視覺(jué)線索的不同,除了提供3D立體圖片之外,觀看傳統(tǒng)屏幕時(shí)的對(duì)焦是固定距離,但真實(shí)世界,眼睛移動(dòng)過(guò)程中,會(huì)針對(duì)不同的物體對(duì)焦。另外,顯示器也必須提供更廣大的視野,提供比傳統(tǒng)屏幕高非常多的分辨率,甚至,顯示屏幕必須能夠模模擬實(shí)世界的亮度和動(dòng)態(tài)范圍,比現(xiàn)在的高清電視還要高10倍,顯示畫面還能夠快速延遲反映的眼球的動(dòng)作,當(dāng)用戶轉(zhuǎn)頭時(shí),可以很快校正畫面的失真。這些功能都需要電力支持,尤其要支持GPU的運(yùn)算,也要避免芯片發(fā)熱帶來(lái)的不舒適感。最后,所有這些組件都要安裝到一個(gè)大小適合的設(shè)備中。
“只有一個(gè)部分沒(méi)有做好,實(shí)境感覺(jué)就會(huì)消失,這種實(shí)境破壞感,比2D平面更明顯。”扎克伯格坦言,這就是真實(shí)感VR眼鏡的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),需要軟件、芯片技術(shù)、傳感器等各種技術(shù)的合作。
參考圖靈測(cè)試,提出視覺(jué)圖靈測(cè)試來(lái)驗(yàn)證VR眼鏡體驗(yàn)
為了用來(lái)判定VR眼鏡的效果,Michael Abrash指出,Meta內(nèi)部提出了“視覺(jué)圖靈測(cè)試”的觀念,“我們的目標(biāo)就是希望通過(guò)視覺(jué)圖靈測(cè)試。”Meta參考了圖靈測(cè)試的做法,以“能不能分辨不出來(lái)這是人或計(jì)算機(jī)”來(lái)判定計(jì)算機(jī)是不是達(dá)到像人一樣的程度,視覺(jué)圖靈測(cè)驗(yàn)就是,人類看到的VR世界,能不能跟真實(shí)世界一樣,分辨不出兩者的差別。而且這個(gè)測(cè)試要以人類主觀的感受來(lái)測(cè)試,而不是技術(shù)的衡量標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò),扎克伯格坦言,目前沒(méi)有任何VR設(shè)備能夠通過(guò)這個(gè)測(cè)試。
真實(shí)VR眼鏡的第一個(gè)挑戰(zhàn)是超高分辨率
很多人提到VR眼鏡的品質(zhì),就會(huì)提到分辨率,扎克伯格表示,分辨率是最重要議題,但VR眼鏡的分辨率問(wèn)題跟傳統(tǒng)的分辨率挑戰(zhàn)不太一樣。在VR眼鏡中的視野,其實(shí)比現(xiàn)在最寬的屏幕還要更大,他預(yù)估,要達(dá)到1.0視力效果,就得在整個(gè)視野都都達(dá)到超過(guò)8K的分辨率,
Meta自己設(shè)置的目標(biāo)是,要達(dá)到視網(wǎng)膜分辨率效果的VR眼鏡,換句話說(shuō),每一度視野要提供到60個(gè)像素的分辨率,若是眼睛全視野都達(dá)到這個(gè)分辨率,就得比現(xiàn)有顯示器還要多好幾倍的分辨率才夠。
不過(guò),“人類視覺(jué)不需要所有像素都存在,所看到的完整視野中,不需要每一樣?xùn)|西都對(duì)焦,只需要對(duì)焦的物體有高分辨率,而視野邊緣的分辨率可以稍低,但是,現(xiàn)在,任何一款顯示器都沒(méi)有辦法做到這件事。”扎克伯格說(shuō)。
臉書曾有一款原型產(chǎn)品,稱為Butterscotch,可以提供超高分辨率,來(lái)達(dá)到1.0視力的文本識(shí)別效果,這是2015年時(shí)的Rift眼鏡或是當(dāng)前的Quest 2眼鏡就都達(dá)不到的效果,可以看清楚視力檢測(cè)表上1.0的文本。
Butterscotch是Reality Labs實(shí)驗(yàn)室定制的原型,不是實(shí)際的產(chǎn)品,但是可以達(dá)到視網(wǎng)膜分辨率,是現(xiàn)在Quest 2虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的2.5倍分辨率,但這款原型眼鏡的解法是,通過(guò)犧牲視野來(lái)達(dá)到更高的分辨率,通過(guò)混合鏡片,將視野的寬度縮小到Quest 2視野寬度的一半,才得到比較高的分辨率,可以看到非常細(xì)節(jié)。
扎克伯格自己也曾測(cè)試過(guò)這款視網(wǎng)膜分辨率的VR眼鏡,他說(shuō):“可以看到非常銳利的圖像,體驗(yàn)很好,但沒(méi)辦法賣,因?yàn)樵O(shè)備的重量很重,而且圖像過(guò)于銳利,戴久了也會(huì)不舒服?!?/p>
通過(guò)這個(gè)原型的實(shí)測(cè),一方面可以看到超高分辨率VR眼鏡的模樣,也讓Meta的Reality Labs團(tuán)隊(duì)意識(shí)到,真實(shí)的圖片需要達(dá)到這樣的分辨率,扎克伯格指出,顯示器科技會(huì)一代一代進(jìn)步,幾年后就會(huì)達(dá)到。
不過(guò),新時(shí)代視覺(jué)體驗(yàn)的挑戰(zhàn)不只是分辨率而已,甚至還有一些平面顯示設(shè)備不會(huì)出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。例如,VR眼鏡獨(dú)特的挑戰(zhàn)是VR所用的鏡片是曲線鏡,會(huì)造成圖片變形,就得靠軟件來(lái)校正,但是,這個(gè)變形還會(huì)隨著眼睛移動(dòng)而改變,長(zhǎng)時(shí)間佩戴看到失真圖片,會(huì)造成不舒服、疲勞的感覺(jué)。另一個(gè)挑戰(zhàn)是對(duì)焦的挑戰(zhàn),眼睛會(huì)想要對(duì)焦物體,但是,顯示器是以固定距離來(lái)投影,就得解決不同距離的聚焦問(wèn)題。
動(dòng)態(tài)對(duì)焦是第二個(gè)挑戰(zhàn)
2015年開(kāi)始銷售第一款VR頭盔Oculus Rift的時(shí)候,當(dāng)時(shí),Meta就發(fā)現(xiàn)到對(duì)焦距離的挑戰(zhàn)。因?yàn)楫?dāng)時(shí)是第一次在VR眼鏡的視野中出現(xiàn)了手,就遇到了移動(dòng)過(guò)程的對(duì)焦挑戰(zhàn)。因?yàn)槭謺?huì)在VR世界中揮動(dòng),就會(huì)出現(xiàn)對(duì)焦距離不固定的問(wèn)題。
現(xiàn)實(shí)世界的眼球,會(huì)不斷改變形狀來(lái)應(yīng)對(duì)我們看的距離和成像,但是,當(dāng)前的VR光學(xué)系統(tǒng)采用的是固定不能彎曲的實(shí)體透鏡,焦點(diǎn)固定在約5~6英尺的位置,方便用戶看到比較遠(yuǎn)的地方。在真實(shí)世界中,人類的眼睛可以捕捉到不同深度和位置的各種微妙線索,但在
VR眼鏡中,若眼睛試圖聚焦觀看近處或遠(yuǎn)方的物體,卻無(wú)法做到時(shí),就會(huì)覺(jué)得有點(diǎn)模糊也會(huì)讓眼睛疲勞,這是3D眼鏡跟2D顯示器的差別,用戶觀看2D顯示器時(shí),不需要真的觀看到很近或很遠(yuǎn)的物體。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,Meta的解法是動(dòng)態(tài)移動(dòng)鏡片,來(lái)改變景深,就像是相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦的感覺(jué)。后來(lái),Meta用了1個(gè)月的時(shí)間,做出了第一款變焦的VR眼鏡原型,可以提供正確的焦深,尤其是看近的對(duì)象,會(huì)更清楚。
Meta在2015年打造出的第一款變焦VR眼鏡原型,裝上馬達(dá)來(lái)改變顯示器鏡頭位置,非常笨重,但從此確定了變焦是可以更接近真實(shí)的未來(lái)技術(shù)目標(biāo)。
這個(gè)VR眼鏡原型裝上了馬達(dá),來(lái)調(diào)整顯示器的鏡頭位置,雖然這是一款非常笨重的眼鏡,不是可以上市的產(chǎn)品,但卻讓研究團(tuán)隊(duì)大受激勵(lì),讓他們體驗(yàn)到未來(lái)可以達(dá)到什么樣程度的現(xiàn)實(shí)程度,所以戴過(guò)這款原型的人都同意,可以讓比較近的物體看起來(lái)很銳利,隔年,
Meta進(jìn)一步打造了一款可以關(guān)注眼動(dòng),根據(jù)眼球運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行變焦的原型。通過(guò)機(jī)械變焦的顯示器,能夠提供適當(dāng)?shù)木吧?,搭配眼球關(guān)注技術(shù),針對(duì)用戶在看的區(qū)域,即時(shí)提供失真校正,補(bǔ)償這個(gè)區(qū)域的放大效果,只有用戶看到的物體,會(huì)比較清楚,就像在真實(shí)世界,你聚焦觀看的物體會(huì)更清楚一樣。
“這個(gè)早期原型,讓我們意識(shí)到,我們做對(duì)事情了,變焦真的可行,可以提供更吸引人的體驗(yàn)。”Reality Labs Research顯示系統(tǒng)部經(jīng)理Douglas Lanman回憶。通過(guò)原型確定變焦VR眼鏡發(fā)展方向,下一步就是要進(jìn)行用戶研究,通過(guò)更有說(shuō)服力的科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。
開(kāi)發(fā)輕巧變焦VR眼鏡原型,展開(kāi)用戶體驗(yàn)研究
Reality Labs Research FAIR項(xiàng)目經(jīng)理Marina Zannoli先前在Reality Labs Research顯示系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)中擔(dān)任視覺(jué)科學(xué)家,也是負(fù)責(zé)新時(shí)代VR眼鏡第一次用戶研究的負(fù)責(zé)人。
為了了解變焦如何提升VR的體驗(yàn),必需要先打造出一款更小更輕的眼鏡設(shè)備,Marina Zannoli解釋,重量和形式必須接近Oculus Rift,但不能有變焦馬達(dá)的噪音和震動(dòng),后來(lái),就發(fā)展出了Half Doom Zero這款變焦VR眼鏡。
Half Doom Zero眼鏡比原本變焦眼鏡的原型小了4倍,而且完全跟當(dāng)時(shí)所有Rift游戲兼容,也有非常好的對(duì)焦能力。在2017年春天,Meta找了大概60個(gè)受試者,來(lái)體驗(yàn)Half Doom Zero眼鏡,讓他們做了兩天的測(cè)試,來(lái)比較調(diào)制焦系統(tǒng),跟定焦系統(tǒng)的差別。
這個(gè)研究也準(zhǔn)備了特定的VR展示視頻,并鼓勵(lì)測(cè)試者觀察他們周邊很近的東西,因?yàn)檫@是過(guò)去VR世界的用戶會(huì)避免做的事,來(lái)自原有定焦系統(tǒng)VR眼鏡的限制。
2017年春天Meta找了60個(gè)受試者體驗(yàn)動(dòng)態(tài)變焦的VR眼鏡,Half Doom Zero眼鏡,這是第一次的大規(guī)模VR原型用戶體驗(yàn)測(cè)試。
經(jīng)過(guò)用戶實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),使用變焦系統(tǒng)比較不會(huì)累,也比較不會(huì)出現(xiàn)模糊的視線,用戶更容易跟蹤對(duì)象,在VR世界中閱讀文本也更比定焦系統(tǒng)更容易,可以對(duì)對(duì)象的反應(yīng)更快速。雖然這款VR眼鏡仍有噪音和震動(dòng)的問(wèn)題,不過(guò),這次用戶研究,多數(shù)人可以接受噪音和震動(dòng)下的變焦系統(tǒng)。
“大部分的人都喜歡變焦,比較不喜歡定焦?!盡arina Zannoli指出,到了2017年夏天時(shí),我們就得到比較確定的證據(jù),變焦不只有助于未來(lái)可以通過(guò)視覺(jué)圖靈測(cè)試,而且可以帶給VR眼鏡其他好處,包括性能的幫助(不需要全視野超高分辨率)和舒適性?!癏alf Doom系列是一個(gè)轉(zhuǎn)淚點(diǎn),不只發(fā)展出了非常先進(jìn)的變焦技術(shù),也提供了一種通過(guò)視覺(jué)圖靈測(cè)試的原型測(cè)試模式。”
從此,先做出原型來(lái)驗(yàn)證,再發(fā)展輕巧版本進(jìn)行用戶實(shí)驗(yàn),來(lái)研究如何打造下一個(gè)原型,“這就變成了我們的標(biāo)準(zhǔn)流程?!盡arina Zannoli表示。Meta的Reality Labs實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始大量運(yùn)用這個(gè)原型實(shí)驗(yàn)的做法,來(lái)嘗試解決不同的VR眼鏡挑戰(zhàn),這也是為何在7年中會(huì)開(kāi)發(fā)出近30款原型VR眼鏡的緣故。
有這個(gè)變焦系統(tǒng)更舒適的發(fā)現(xiàn)之后,Meta開(kāi)始專注于減少設(shè)備大小和重量,以及想辦法擴(kuò)大VR眼鏡的視野,也制作了一系列的原型,后來(lái)更使用了液晶透鏡的電子變焦鏡頭,讓鏡片組件的體積縮小了許多,后續(xù)也持續(xù)改良變焦硬件。
第三個(gè)挑戰(zhàn):變焦帶來(lái)更復(fù)雜的失真校正挑戰(zhàn)
解決了變焦鏡頭的問(wèn)題,還要解決其他問(wèn)題,另一個(gè)問(wèn)題就是VR光學(xué)失真的問(wèn)題。
先前就提到VR眼鏡的鏡片是曲面鏡,原本就會(huì)出現(xiàn)圖片失真的問(wèn)題,VR眼鏡大多通過(guò)軟件來(lái)修正這個(gè)圖片的失真??墒且坏┎捎昧俗兘圭R頭,要隨著用戶的眼球來(lái)修正聚焦的物體,聯(lián)動(dòng)到虛擬圖片的失真情況,也會(huì)隨著眼睛移動(dòng),查看不同方向而發(fā)生不同的失真變化。
可是,Michael Abrash指出,既有失真修正算法是相對(duì)靜態(tài)的做法,遇到眼睛要不斷移動(dòng)來(lái)瀏覽完整場(chǎng)景的時(shí)候,無(wú)法完美發(fā)揮作用,因?yàn)殪o態(tài)軟件校正系統(tǒng)無(wú)法產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的圖像。“我們要研究的是眼球關(guān)注的失真校正,必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正,隨著眼睛來(lái)進(jìn)行,在不同的變焦技術(shù),在不同景深上發(fā)揮作用,而且校正的速度還要快讓人難以發(fā)現(xiàn),這是很難解決的問(wèn)題?!?/p>
要解決失真的問(wèn)題,需要很長(zhǎng)的時(shí)間,一方面必需要制造出研究問(wèn)題需要的鏡片,可能花上好幾個(gè)月才能完成,還要制造顯示器和對(duì)應(yīng)的VR系統(tǒng)。為了解決耗時(shí)的問(wèn)題,Meta改用大量眼球運(yùn)動(dòng)的記錄,來(lái)設(shè)計(jì)模擬器,搭配3D電視技術(shù),來(lái)模擬研究不同光學(xué)設(shè)計(jì)和失真校正算法,不用建造真正的頭盔,“通過(guò)這種快速原型制作能力,可以在幾分鐘內(nèi)探索不同動(dòng)態(tài)失真校正的情況?!盡ichael Abrash表示。
他指出,眼球關(guān)注是被低估的挑戰(zhàn),一方面要找出用戶對(duì)焦的地方,來(lái)決定要渲染的圖像重點(diǎn),另一方面,也要考慮熱量跟功率,如果只需要渲染出用戶需要關(guān)注的細(xì)節(jié)就好,但降低其他部分的圖像分辨率,“這或許是一個(gè)非常重要的優(yōu)化做法?!蹦壳霸赒uest 2的軟件也做了不少失真校正的彌補(bǔ),但要滿足真實(shí)感VR眼鏡需要的失真校正效果,還是不太夠。
可以讓3D場(chǎng)景栩栩如生的第4項(xiàng)挑戰(zhàn):HDR
Michael Abrash表示,Meta研發(fā)VR眼鏡七年來(lái)所遇到的顯示系統(tǒng)挑戰(zhàn),除了分辨率、變焦到失真校正的課題,還有一個(gè)很重要的挑戰(zhàn)就是HDR(高動(dòng)態(tài)范圍),這是涉及亮度和對(duì)比的問(wèn)題,亮處夠亮可以感覺(jué)到顏色清楚,而暗處夠暗才會(huì)讓場(chǎng)景變得栩栩如生。當(dāng)前的挑戰(zhàn)是,“屏幕生動(dòng)的程度,跟真實(shí)世界相比,有相當(dāng)大的差異?!蹦壳案叨穗娨暤牧炼瓤梢赃_(dá)到1萬(wàn)尼特,電視產(chǎn)業(yè)也往HDR的方向前進(jìn),但當(dāng)前Quest VR眼鏡的亮度只有100尼特,要提供HDR的亮度,也需要在電池跟重量之間取得平衡。
Meta曾打造出第一款HDR的VR眼鏡Starburst來(lái)測(cè)試,不管重量和電力,放進(jìn)高亮度的屏幕,來(lái)進(jìn)行更多研究,了解HDR的體驗(yàn)會(huì)是如何。原型測(cè)試的目的是為了找出可以讓視覺(jué)更加真實(shí)的技術(shù)方向。
Reality Labs Research研究總監(jiān)Nathan Matsuda表示,通過(guò)Starburst,可以創(chuàng)造出在室內(nèi)看到的亮度,來(lái)研究基本的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,了解未來(lái)目標(biāo)HDR應(yīng)該要達(dá)到什么程度。目前發(fā)現(xiàn),若可以產(chǎn)生比較好的焦深,營(yíng)造真實(shí)生動(dòng)的感覺(jué),就有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)夠漂亮,夠復(fù)雜的VR環(huán)境,這還需要很多代的演進(jìn),才能達(dá)到。“我們正努力將這些技術(shù)集成到一個(gè)更小巧,更便宜的眼鏡中。”Nathan Matsuda表示,每次創(chuàng)建一個(gè)新的原型,不管多不實(shí)際,但都可以讓我們理解,人們?nèi)绾斡^察周圍的世界,以及科技可以如何擴(kuò)大人們的視覺(jué)系統(tǒng)。
Michael Abrash指出,變焦和視網(wǎng)膜分辨率可以打開(kāi)很多種可能性,但也會(huì)帶來(lái)開(kāi)發(fā)者的挑戰(zhàn),越真實(shí)的內(nèi)容,制作難度就越高,如何協(xié)助人們創(chuàng)造這樣的環(huán)境,能夠炫染出可以保真的程度,AI技術(shù)將是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù),另一個(gè)策略是先在真實(shí)世界中架構(gòu)出場(chǎng)景,再將場(chǎng)景帶來(lái)虛擬世界。
在Meta的Reality Labs團(tuán)隊(duì)中還有一組人馬,負(fù)責(zé)集成科技和新的光學(xué)組件,他們的挑戰(zhàn)就是要盡可能減少這些光學(xué)組件的體積。Reality Labs Research研究員Andrew Maimone指出,不管是分辨率、對(duì)焦、失真或HDR的技術(shù),最后都要集成到VR眼鏡中,我們的目標(biāo)希望更輕薄短小,人們可以使用更長(zhǎng)的時(shí)間。
在VR光學(xué)組件中有三個(gè)要素,光源、成像的顯示版和曲面鏡片。過(guò)去VR眼鏡大部分的空間是消耗在鏡片和顯示版之間,Andrew Maimone指出,后來(lái)改用偏光折射可以進(jìn)行光學(xué)對(duì)折,技術(shù)上稱為餅干式鏡筒,可以大幅減少厚度,只剩下曲面鏡片本身的厚度。后來(lái),Meta引進(jìn)了全像投影的餅干式鏡筒,簡(jiǎn)稱HoloCake,同樣采用餅干光學(xué)鏡頭的設(shè)計(jì),將鏡頭改為全像鏡片,就可以得到更薄、更平的鏡頭,能夠大大減少VR光學(xué)組件的大小,進(jìn)一步能減少整體眼鏡的重量,不過(guò),“全像鏡片非常特殊,得使用激光作為光源,才可以描述更多顏色,提供更好視覺(jué)體驗(yàn)。”
傳統(tǒng)VR眼鏡空間是消耗在鏡片和顯示版間,Meta改用偏光折射進(jìn)行光學(xué)對(duì)折,技術(shù)上稱為餅干式鏡筒,大幅減少了厚度,更將鏡頭改為全像鏡片得到更薄更平的鏡頭(圖右)。
最新VR原型HoloCake 2采用全像技術(shù)和激光光源
Meta也展示了他們目前最先進(jìn)的VR設(shè)備原型HoloCake 2,可以支持任何計(jì)算機(jī)來(lái)運(yùn)行,引進(jìn)了兩個(gè)技術(shù),第一是引進(jìn)了全像技術(shù),可以讓用戶感受到有點(diǎn)像是實(shí)際成像的樣子,也能減少距離造成的成像差異效果,不過(guò),要提供全像成像需要特殊光源,HoloCake 2采用了特別的激光光源,不同于今天VR眼鏡用的LED光源。Andrew Maimone指出,激光光源并不神奇,但在消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品中,找不到性能和價(jià)格能夠兼顧的合適產(chǎn)品,還需要大量工程研究,才能打造出符合需求的消費(fèi)型激光光源,能夠安全、有效的裝在輕薄的VR眼鏡上。
Meta目前最先進(jìn)的VR設(shè)備原型HoloCake 2,采用餅干式全像技術(shù),也需要搭配特殊激光光源來(lái)提供全像呈現(xiàn)所需,不同于今天VR眼鏡慣用的LED光源。
扎克伯格還展示了一款VR眼鏡的原型設(shè)計(jì)Mirror Lake,集結(jié)了Reality Labs部門過(guò)去7年的研究成果,采用了HoloCake 2的顯示系統(tǒng),包括了變焦鏡頭、眼球關(guān)注、失真校正技術(shù)、餅干鏡頭設(shè)計(jì)等,要集成到一個(gè)小巧、方便穿戴的護(hù)目鏡眼鏡設(shè)計(jì),來(lái)提供混合實(shí)境的真實(shí)3D顯示方式。不過(guò),Mirror Lake只是一個(gè)概念設(shè)計(jì),Meta還沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)這樣的架構(gòu)。
扎克伯格坦言,Mirror Lake還需要好幾年才能實(shí)現(xiàn)?!耙?yàn)檎鎸?shí)感VR是一個(gè)全新的技術(shù),不是改進(jìn)手機(jī)或電視的顯示器,如果可以實(shí)現(xiàn),將會(huì)帶來(lái)VR體驗(yàn)非常大的改變?!?/p>
扎克伯格展示一款VR眼鏡原型概念設(shè)計(jì)Mirror Lake,集結(jié)了過(guò)去7年的研究成果,集成到一個(gè)小巧、方便穿戴的護(hù)目鏡眼鏡設(shè)計(jì),來(lái)提供混合實(shí)境的真實(shí)3D顯示方式,但目前還沒(méi)實(shí)例。