正在開發(fā)光場顯示器的瑞士公司CREAL日前正式展示了首款AR/VR頭顯原型。這一里程碑標志著團隊已經(jīng)開啟適合頭戴的技術(shù)小型化之路。

與當今VR和/AR頭顯采用的顯示器相比，光場顯示器生成的圖像能夠精確表示我們感知真實世界光線的方式。具體而言，光場顯示器支持人類視覺系統(tǒng)的兩種聚焦機制：視覺輻輳和視覺調(diào)節(jié)。CREAL及相關(guān)從業(yè)公司認為，這種顯示器的優(yōu)勢是畫面更逼真和視覺更舒適的XR頭顯。

光場對AR和VR十分重要，因為它們能夠真正地再現(xiàn)光線在現(xiàn)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，同時更難以進行顯示。

對于更為先進的頭顯，“變焦”功能可以根據(jù)注視點動態(tài)地移動焦距（利用眼睛跟蹤）。例如，MagicLeap支持兩種焦距，并根據(jù)需要在彼此之間切換。Oculus的HalfDome原型類似，而且據(jù)目前所知，所述設備似乎支持各種連續(xù)焦距。但即便如此，這種變焦方法依然會產(chǎn)生一些固有的問題，因為它們實際上并沒有顯示光場。

這樣的頭顯支持眼睛輻輳（兩只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(diào)節(jié)（每個眼睛的動態(tài)聚焦）。這意味著當雙眼正不斷地改變輻輳，眼睛調(diào)節(jié)固定于一個地方。在正常的現(xiàn)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(diào)節(jié)沖突”。

盡管CREAL曾向我們展示過令人印象深刻的光場顯示技術(shù)，但當時的演示平臺非常笨重。現(xiàn)在，這家公司正式亮相了一款適應頭戴的小型化原型。誠然，目前的樣機依然是相當巨大，不過團隊預計，所述技術(shù)到2022年將能進一步小型化，從而支持更小的形狀參數(shù)。

CREAL表示，本次原型是團隊向潛在合作伙伙伴展示的“評估單元”。公司的目標不是制造自己的頭顯，而是向其他廠商提供光場顯示技術(shù)。

1.CREALAR光場頭顯原型

據(jù)介紹，AR頭顯原型在60度視場范圍內(nèi)的分辨率達到1000×1000。這家公司同時聲稱，設備支持“無限”深度分辨率（即連續(xù)焦平面）。但需要注意的是，這并不是指真正的無限分辨率，而是每個焦深之間的步長“比眼睛能夠分辨的距離要小得多”。

CREAL的設備屬于系留頭顯，采用英特爾RealSense傳感器以實現(xiàn)六自由度追蹤，并通過Ultraleap進行手部追蹤。下面是設備聚焦不同深度的演示說明：

演示視頻

這款AR頭顯原型的尺寸接近HoloLens，但團隊聲稱，到2022年底將能夠把光場技術(shù)整合至時尚的眼鏡形態(tài)。CREAL表示，這需要實現(xiàn)一種支持注視點功能的顯示器版本，其中光場占據(jù)視場中心30度，而外圍視場60度則由非光場圖像填充。

CREAL同時預計，眼鏡形態(tài)版本的功耗將從目前的2W降低到0.5W，同時視窗的尺寸能夠提升到8mm。

1.CREALVR光場頭顯原型

VR頭顯則已經(jīng)采用了注視點光場方法，1000×1000分辨率的光場覆蓋視場中心30度，1600×1440非光場視圖則填充100度。由于光場面積只有30度，所以產(chǎn)生的分辨率為40PPD，接近視網(wǎng)膜分辨率閾值（約60PPD）。下面是設備聚焦場景任意深度的演示：

演示視頻

CREAL的VR頭顯原型同樣采用英特爾RealSense傳感器以實現(xiàn)六自由度追蹤，同時納入了來自PupilLabs的眼動追蹤。但這家公司指出，光場功能不需要眼動追蹤。

與AR頭顯原型一樣，當前的VR頭顯依然巨大，但它是朝著緊湊型設備邁出的堅實一步（預計能在2022年底前推出）。屆時，公司預計將集成定制的六自由度和眼動追蹤硬件（這將有助于進一步縮小頭顯的尺寸）。

隨著CREAL計劃采用光場顯示+非光場顯示的注視點功能設計，我們非常期待這兩種視圖是如何緊密地融合在一起。值得一提的是，這家公司在2020年宣布完成了720萬美元的融資。
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