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上手體驗(yàn)

（映維網(wǎng)Nweon?2023年06月05日）于2017年底成立的CREAL位于瑞士洛桑，是一家專注于為AR和VR頭顯構(gòu)建光場顯示技術(shù)的公司。團(tuán)隊(duì)成員的背景來自英特爾、Magic Leap、CERN、洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院等著名企業(yè)和機(jī)構(gòu)。團(tuán)隊(duì)早前已經(jīng)多次演示過自己的光場技術(shù)，并展示了非常震撼的視覺效果。

這家公司同樣有參展AWE 2023大會(huì)。日前，RoadtoVR的本杰明·朗（Ben Lang）撰文分享了自己的上手體驗(yàn)。

在第一次聽說他們技術(shù)的四年多后，CREAL的光場顯示器依然是將光場帶到沉浸式頭顯的最有趣和最有前景的解決方案之一。在AWE 2023大會(huì)，我親眼目睹了這家公司的最新技術(shù)，以及光場對于沉浸式AR頭顯的意義。

不止一種的對焦方法

我們首先快速回顧一下。與當(dāng)今大多數(shù)頭顯使用的典型顯示器相比，光場是一種完全不同的向眼睛顯示光線的方式。關(guān)鍵區(qū)別在于眼睛如何對焦虛擬場景。

你的眼睛有兩種對焦方式。大多數(shù)人熟悉的是眼睛輻輳，兩只眼睛都指向同一個(gè)對象，從而令重疊視圖集中在一起。

但每只眼睛能夠以不同的方式對焦，可通過彎曲眼睛的晶狀體來對焦不同距離的對象，這和只有一個(gè)晶狀體的攝像頭聚焦的方式一樣。這就是所謂的眼睛調(diào)節(jié)。

視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突

目前大多數(shù)XR頭顯都支持眼睛輻輳（立體對焦），但不支持眼睛調(diào)節(jié)（單眼對焦）。你在業(yè)界中也稱為視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突，而它是沉浸式顯示器的普遍挑戰(zhàn)。

“沖突”的原因是，無論你在VR世界中看向何方，你都只是盯著屏幕，亦即看著相同的距離。換句話說，視覺調(diào)節(jié)（彎曲眼睛晶狀體以聚焦不同距離的對象）永遠(yuǎn)不會(huì)改變，但視覺輻輳（眼睛向內(nèi)旋轉(zhuǎn)以將每只眼睛的視圖重疊成一個(gè)對齊圖像）卻會(huì)出現(xiàn)，所以會(huì)導(dǎo)致視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突。

視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突不僅會(huì)令眼睛感到不適，而且會(huì)以一種令人驚訝的方式剝奪場景沉浸感。

CREAL的解決方案

這家公司希望通過光場顯示器來解決視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突。光場顯示結(jié)構(gòu)光的方式與我們感知現(xiàn)實(shí)世界一樣，可允許眼睛的兩種對焦方式協(xié)同工作。

我在日前的AWE 2023大會(huì)體驗(yàn)了他們最新的光場顯示技術(shù)，并獲得了從未在其他AR頭顯中體驗(yàn)過的額外沉浸感。

我以前看過CREAL的靜態(tài)桌面演示，通過透鏡向一只眼睛展示靜態(tài)浮動(dòng)圖像，從而證明你確實(shí)可以在不同的深度對焦（眼睛調(diào)節(jié)）。但在體驗(yàn)納入眼動(dòng)追蹤和頭部追蹤的光場之前，你無法真正感受到它的魔力。

通過一個(gè)公認(rèn)笨重的概念驗(yàn)證型AR頭顯，我能夠真正感受CREAL的光場顯示器在，畫面可以沉浸式地漂浮在我面前。真正令人印象深刻的是，當(dāng)伸出手時(shí)，一只虛擬的小烏龜飄到了我的手掌之上。盡管它半透明，沒有特別高的分辨率或準(zhǔn)確的顏色，但給人的感覺是……奇怪的真實(shí)。

我多年來已經(jīng)看過各種各樣的沉浸式XR體驗(yàn)，所以在手掌顯示什么聽起來像是一個(gè)平庸的演示。但這只小烏龜?shù)臉幼哟_實(shí)有點(diǎn)特殊，因?yàn)槲业难劬梢匀缤兄F(xiàn)實(shí)世界一樣聚焦在它身上。這令我覺得它比其他頭顯都要真實(shí)，就像它真的就在我手心一樣。

關(guān)鍵在于光場，當(dāng)我把眼睛聚焦在手里的烏龜時(shí)，（虛擬）烏龜?shù)暮臀业模ㄕ鎸?shí)）手部都處于適當(dāng)?shù)慕裹c(diǎn)之上，而這是傳統(tǒng)顯示器所無法做到的事情。

令人沮喪的是，我們不可能僅通過文字來解釋具體的效果。CREAL早前發(fā)布的這段視頻可以大致呈現(xiàn)出來，但無法真正展示它是如何比其他AR頭顯更能增加沉浸感，除非你真的親自嘗試。

這是一種微妙的體驗(yàn)，增加的沉浸感可能只會(huì)對觸手可及或更近的對象產(chǎn)生有意義的影響。但話說回來，這正是最有可能讓人感覺最真實(shí)的距離。

視力矯正

除了增加一層新的視覺沉浸感之外，光場顯示器同時(shí)解決了另一個(gè)關(guān)鍵問題：視力矯正。如今，大多數(shù)XR頭顯都不支持任何形式的視力矯正，這意味著用戶在使用設(shè)備時(shí)要么穿戴矯正眼鏡，要么購買特定的定制鏡片，要么只能忍受模糊的圖像。

但光場的性質(zhì)意味著你可以對虛擬內(nèi)容應(yīng)用視力矯正。因?yàn)樗菙?shù)字化形式，所以可以即時(shí)完成，這意味著同一個(gè)頭顯的數(shù)字矯正視力設(shè)置可以在不同的用戶之間改變。這樣做意味著無論是否穿戴眼鏡，虛擬圖像的焦點(diǎn)都可以匹配現(xiàn)實(shí)世界的圖像。

一種更容易接受的形狀參數(shù)

雖然我穿戴的頭戴式樣機(jī)看起來不錯(cuò)，但它只是用于為光場本身提供概念驗(yàn)證，并且顯然使用了笨重的硬件和光學(xué)器件，不適合用于商業(yè)化頭顯之中。

但為了實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)，CREAL展示了它的光場顯示器可以支持任何標(biāo)準(zhǔn)透鏡，而這要?dú)w功于一種全息涂層，它可以作為“透鏡”將虛擬圖像帶到你的眼睛。

這種方法令透鏡更加透明，并且適合更常見的眼鏡形狀參數(shù)，而這兩者都是社會(huì)接受度的關(guān)鍵。

另外，CREAL表示全息涂層可以應(yīng)用于現(xiàn)有的眼科鏡片，這意味著一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的矯正眼鏡鏡片可以形成顯示器的基礎(chǔ)。

考慮到傳統(tǒng)的眼科鏡片已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)，而且在成本、耐用性、社會(huì)接受度等方面都已知，這是一個(gè)巨大的優(yōu)勢。

挑戰(zhàn)依然存在

但與目前其他頭顯采用的傳統(tǒng)顯示器相比，CREAL的光場顯示器依然存在一定的缺點(diǎn)。

首先，它的分辨率不如其他頭顯。團(tuán)隊(duì)表示，他們的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更高的分辨率，但迄今為止展示的模型還不如當(dāng)今市場中的當(dāng)代頭顯清晰，更不用說即將推出的下一代設(shè)備了。同時(shí)，所述系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)可接受的寬色域，所以圖像看起來有點(diǎn)褪色。

當(dāng)然，這家公司多年來一直在不斷改進(jìn)系統(tǒng)性能的幾乎每個(gè)方面，并且他們相信在改進(jìn)其方法、組件和校準(zhǔn)時(shí)依然存在巨大的空間。

CREAL一直都有公開自己的路線圖目標(biāo)：

項(xiàng)目20232025無窮遠(yuǎn)角分辨率40PPD50PPD調(diào)制器分辨率1Mpix1+Mpix深度分辨率連續(xù)連續(xù)視場（對角線）36度60度有效視窗13mm16mm適眼距20 ± 3 mm20mm顏色2百萬1000萬左右?guī)?60Hz最高至240Hz子幀率6.5 kHz8 kHz亮度2千尼特最高至7千尼特透明率91%97%能耗800 mW100 mW左右

然而，視場可能是所述系統(tǒng)最大的挑戰(zhàn)。正如上面的規(guī)格所示，盡管CREAL希望實(shí)現(xiàn)60度視場，但只有20度-30度將是真正的光場。其余部分可以用非光場圖像填充以擴(kuò)展整體視圖，但外部部分將不具有與中心部分相同的光場優(yōu)勢。

不過，我們的眼睛很少直視前方。相反，它們在日常生活中（以及在虛擬場景中掃視時(shí)）會(huì)有規(guī)律地旋轉(zhuǎn)離軸。如果光場沒有覆蓋視場的更大一部分，這就會(huì)破壞顯示器的特定優(yōu)勢。

CREAL表示，他們希望通過動(dòng)態(tài)注視點(diǎn)顯示來解決這個(gè)問題。其中，所述技術(shù)可以追蹤用戶的眼睛，并移動(dòng)視圖的光場部分，從而確保它始終處于用戶視線的中心。但對于整個(gè)行業(yè)來說，這是另一個(gè)重大的技術(shù)挑戰(zhàn)，我們還沒有看到一個(gè)能在眼鏡大小的產(chǎn)品中充分解決所述問題的方案。

盡管如此，看到一家公司努力應(yīng)對這一挑戰(zhàn)令人感到興奮，所以我們將繼續(xù)關(guān)注CREAL。

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