扎克伯格最新VR原型機(jī)來了，要讓人混淆虛擬與現(xiàn)實(shí)的那種

能讓大腦誤以為眼前虛擬場景是現(xiàn)實(shí)的VR眼鏡，長什么樣？

扎克伯格在最新的訪談中，給出一款原型機(jī)，要讓人混淆虛擬和現(xiàn)實(shí)的那種：

而這款原型機(jī)背后的技術(shù)原型硬件，也全部拿出來了。

解決變焦的Half Dom系列：

擁有視網(wǎng)膜像素級別的原型頭顯：Butterscotch：

還有Starburst，驗(yàn)證HDR對體驗(yàn)差別的原型機(jī)：

據(jù)稱，集成上面3****器，就能通過虛擬現(xiàn)實(shí)的最終測試：

視覺圖靈測試，讓你的眼睛相信看到的虛擬現(xiàn)實(shí)是“真實(shí)的”。

扎克伯格能騙過大腦的VR眼鏡，長這樣：

看起來跟其他的VR眼鏡也沒有什么不同，但其實(shí)內(nèi)有乾坤，這款原型機(jī)，解決了阻礙VR無限接近真實(shí)場景的4大門檻：

首先，是在VR虛擬情境下的人眼變焦問題。

通常來說，人眼會根據(jù)標(biāo)的物的遠(yuǎn)近，來調(diào)整眼球，如果觀察對象近，眼睛就可以自然聚焦于此，當(dāng)這個(gè)物體遠(yuǎn)離你，焦點(diǎn)會自然分離，在這個(gè)過程中，眼睛就需要重新調(diào)節(jié)，形成合適的焦點(diǎn)。

這種過程，就是我們所說的視覺輻輳調(diào)節(jié)。

但這種人眼的自動調(diào)節(jié)能力，在遇到VR虛擬場景時(shí)，很可能就崩掉了。

因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)的原理，簡單來說就是在你的左右眼展示稍有偏差的圖像，以制造3D效果。偏差越大，你看到的物體就近，但其實(shí)此時(shí)眼睛的焦點(diǎn)在一個(gè)比較遠(yuǎn)的距離。

這種“欺騙”眼睛造成的矛盾，長期就造成了視覺輻輳與適應(yīng)性調(diào)節(jié)失調(diào)。

我們戴上VR眼鏡后感覺頭暈易疲勞，就是視覺輻輳與適應(yīng)性調(diào)節(jié)失調(diào)搞的鬼。

其次是畸變問題。

所謂的畸變，簡單理解就是圖像扭曲變形，比如正常圖像是怎樣橫平豎直的方格：

經(jīng)過畸變，就出現(xiàn)兩種相對的形式。

桶形畸變，像這樣：

枕形畸變，像這樣：

而產(chǎn)生畸變的原因，跟VR眼鏡顯示系統(tǒng)的原理有關(guān)。一般來說，VR眼鏡的顯示系統(tǒng)，大概是“顯示屏-弧形透鏡-人眼”的組合，顯示屏中的圖像經(jīng)過透鏡，成為眼睛看到的樣子。

但是圖像在經(jīng)過透鏡時(shí)因?yàn)楣饩€折射，就會發(fā)生枕形畸變，如果要解決這個(gè)問題，就需要在顯示屏上投放正常畫面的桶形畸變畫面，也就是所謂的反畸變過程。

這里的難點(diǎn)在于，反畸變的程度如何調(diào)節(jié)？

再次，是視網(wǎng)膜分辨率的問題。

想要虛擬現(xiàn)實(shí)騙過大腦，首先要做的，就是讓眼睛看到的畫面足夠真實(shí)清晰。

具體來說，就是呈現(xiàn)給眼睛的畫面像素，眼睛成像的像素接近甚至一致。問題在于，這個(gè)視網(wǎng)膜分辨率，需要達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)才能以假亂真？

按照業(yè)內(nèi)目前的主流說法，60 PPD（每一度視場角的像素?cái)?shù)）是一個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)，但這是在一個(gè)在嚴(yán)格場景下的門檻，如果是動態(tài)畫面，30 PPD左右的畫面，就可以讓人看不到像素顆粒，也就是以假亂真的效果。

最后就是HDR（高動態(tài)范圍），即人眼在現(xiàn)實(shí)中可以體驗(yàn)到的亮度范圍，對虛擬現(xiàn)實(shí)模擬真實(shí)場景至關(guān)重要。

4大門檻在這里，解決的辦法，簡而言之，就是用技術(shù)手段，有針對性的騙過人眼。

扎克伯格和他背后的Meta團(tuán)隊(duì)，用了什么“騙術(shù)”？

4大核心技術(shù)，針對上文提到的4大門檻，都只為一件事：以假亂真。

針對變焦問題，扎克伯格團(tuán)隊(duì)拿出此前已經(jīng)開發(fā)出的Half Dom（半圓頂）原型，這款半圓頂技術(shù)原型，目前已經(jīng)推出了第3代。

從技術(shù)原理上來說，Half Dome采用偏振相關(guān)透鏡，利用其焦距根據(jù)偏振態(tài)的變化，改變施加到可切換板的電壓，就可以實(shí)現(xiàn)不同焦距之間的靈活切換。

同時(shí)將一系列偏振相關(guān)透鏡和可切換半波片堆疊在一起，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界的平滑變焦。

模擬表現(xiàn)，是這樣的：

在解決畸變的問題上，Meta團(tuán)隊(duì)專門開發(fā)出一個(gè)“畸變模擬器”，使用3DTV模擬VR頭顯，同時(shí)在軟件中模擬透鏡，以便快速迭代畸變校正算法，驗(yàn)證合適的反畸變圖像。

為解決視覺分辨率問題，扎克伯格展示了一個(gè)最新的頭顯原型Butterscotch，分辨率數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)60 PPD，允許20/20視力的視網(wǎng)膜分辨率。

數(shù)據(jù)達(dá)到了VR設(shè)備視網(wǎng)膜像素的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)悉，這款頭顯原型使用了像素極高的顯示器，同時(shí)在視場上進(jìn)行改良縮小，最終能使像素集中在一個(gè)小范圍的區(qū)域里。

這個(gè)縮小的視場，最終只有目前Meta量產(chǎn)產(chǎn)品Quest 2的一半左右，也就是45度上下的水平。

當(dāng)然，效果也是顯而易見的，Butterscotch與Rift 1、Quest 2的圖顯，是這樣的：

誰更清晰顯而易見了。

最后，就是Starburst，Meta團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證HDR對VR體驗(yàn)的影響而開發(fā)的原型機(jī)，這款原型機(jī)的亮度，可以實(shí)現(xiàn)20000nit（單位面積內(nèi)可以發(fā)出的亮度）。

當(dāng)然，這款原型機(jī)的目的不是在亮度上分高下，而是在如此高的亮度范圍內(nèi)，模擬現(xiàn)實(shí)世界的各種光源，比如爆炸、煙花、玻璃反光等等。

最后一個(gè)問題，你大概也發(fā)現(xiàn)了，為解決問題開發(fā)的這么多原型機(jī)和設(shè)備，最后怎么集成到一個(gè)小型可穿戴的原型機(jī)Holocake 2里？

就目前來說，影響VR頭顯尺寸的因素，主要有2個(gè)：光路長度和透鏡寬度。

減少光路長度，就是折疊光路。

具體來講，Holocake 2應(yīng)用了折疊光學(xué)元件，通過偏振將光來回反射，從而實(shí)現(xiàn)路徑光折疊，縮短透鏡和顯示器之間的距離。

透鏡寬度，交給全息透鏡。

所謂全息透鏡，就是一個(gè)全息薄膜，在功能上可以實(shí)現(xiàn)與透鏡一樣的效果，最大的特點(diǎn)，就是夠“薄”。

在此基礎(chǔ)上，就可以極大的縮減眼睛到顯示器的距離，以此達(dá)到小型化的目的。

不過這里還要說明一下，這款原型機(jī)，距離商業(yè)化，還有一段距離。

這個(gè)距離有多大？

扎克伯格沒有說，但至少在今年實(shí)現(xiàn)不了。

根據(jù)官方說法，目前Holocake 2展示的原型技術(shù)，都還沒有成熟，今年Meta上市的高端頭顯Cambria，可能會采用折疊光學(xué)系統(tǒng)。

但想要完全實(shí)現(xiàn)眾多技術(shù)的一體化，還有很長的路要走。

來源：量子位