扎克伯格最新VR原型機來(lái)了，要讓人混淆虛擬與現實(shí)的那種

能讓大腦誤以為眼前虛擬場(chǎng)景是現實(shí)的VR眼鏡，長(cháng)什么樣？

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

而這款原型機背后的技術(shù)原型硬件，也全部拿出來(lái)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，驗證HDR對體驗差別的原型機：

據稱(chēng)，集成上面3****器，就能通過(guò)虛擬現實(shí)的最終測試：

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

扎克伯格能騙過(guò)大腦的VR眼鏡，長(cháng)這樣：

看起來(lái)跟其他的VR眼鏡也沒(méi)有什么不同，但其實(shí)內有乾坤，這款原型機，解決了阻礙VR無(wú)限接近真實(shí)場(chǎng)景的4大門(mén)檻：

首先，是在VR虛擬情境下的人眼變焦問(wèn)題。

通常來(lái)說(shuō)，人眼會(huì )根據標的物的遠近，來(lái)調整眼球，如果觀(guān)察對象近，眼睛就可以自然聚焦于此，當這個(gè)物體遠離你，焦點(diǎn)會(huì )自然分離，在這個(gè)過(guò)程中，眼睛就需要重新調節，形成合適的焦點(diǎn)。

這種過(guò)程，就是我們所說(shuō)的視覺(jué)輻輳調節。

但這種人眼的自動(dòng)調節能力，在遇到VR虛擬場(chǎng)景時(shí)，很可能就崩掉了。

因為虛擬現實(shí)的原理，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)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)比較遠的距離。

這種“欺騙”眼睛造成的矛盾，長(cháng)期就造成了視覺(jué)輻輳與適應性調節失調。

我們戴上VR眼鏡后感覺(jué)頭暈易疲勞，就是視覺(jué)輻輳與適應性調節失調搞的鬼。

其次是畸變問(wèn)題。

所謂的畸變，簡(jiǎn)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(guò)畸變，就出現兩種相對的形式。

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眼鏡顯示系統的原理有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，VR眼鏡的顯示系統，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(guò)透鏡，成為眼睛看到的樣子。

但是圖像在經(jīng)過(guò)透鏡時(shí)因為光線(xiàn)折射，就會(huì )發(fā)生枕形畸變，如果要解決這個(gè)問(wèn)題，就需要在顯示屏上投放正常畫(huà)面的桶形畸變畫(huà)面，也就是所謂的反畸變過(guò)程。

這里的難點(diǎn)在于，反畸變的程度如何調節？

再次，是視網(wǎng)膜分辨率的問(wèn)題。

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

具體來(lái)說(shuō)，就是呈現給眼睛的畫(huà)面像素，眼睛成像的像素接近甚至一致。問(wèn)題在于，這個(gè)視網(wǎng)膜分辨率，需要達到什么標準才能以假亂真？

按照業(yè)內目前的主流說(shuō)法，60 PPD（每一度視場(chǎng)角的像素數）是一個(gè)基本標準，但這是在一個(gè)在嚴格場(chǎng)景下的門(mén)檻，如果是動(dòng)態(tài)畫(huà)面，30 PPD左右的畫(huà)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(dòng)態(tài)范圍），即人眼在現實(shí)中可以體驗到的亮度范圍，對虛擬現實(shí)模擬真實(shí)場(chǎng)景至關(guān)重要。

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

扎克伯格和他背后的Meta團隊，用了什么“騙術(shù)”？

4大核心技術(shù)，針對上文提到的4大門(mén)檻，都只為一件事：以假亂真。

針對變焦問(wèn)題，扎克伯格團隊拿出此前已經(jīng)開(kāi)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(lái)說(shuō)，Half Dome采用偏振相關(guān)透鏡，利用其焦距根據偏振態(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)現現實(shí)世界的平滑變焦。

模擬表現，是這樣的：

在解決畸變的問(wèn)題上，Meta團隊專(zhuān)門(mén)開(kāi)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，驗證合適的反畸變圖像。

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

數據達到了VR設備視網(wǎng)膜像素的行業(yè)標準。

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

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

當然，效果也是顯而易見(jiàn)的，Butterscotch與Rift 1、Quest 2的圖顯，是這樣的：

誰(shuí)更清晰顯而易見(jiàn)了。

最后，就是Starburst，Meta團隊驗證HDR對VR體驗的影響而開(kāi)發(fā)的原型機，這款原型機的亮度，可以實(shí)現20000nit（單位面積內可以發(fā)出的亮度）。

當然，這款原型機的目的不是在亮度上分高下，而是在如此高的亮度范圍內，模擬現實(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(wèn)題，你大概也發(fā)現了，為解決問(wèn)題開(kāi)發(fā)的這么多原型機和設備，最后怎么集成到一個(gè)小型可穿戴的原型機Holocake 2里？

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

減少光路長(cháng)度，就是折疊光路。

具體來(lái)講，Holocake 2應用了折疊光學(xué)元件，通過(guò)偏振將光來(lái)回反射，從而實(shí)現路徑光折疊，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)現與透鏡一樣的效果，最大的特點(diǎn)，就是夠“薄”。

在此基礎上，就可以極大的縮減眼睛到顯示器的距離，以此達到小型化的目的。

不過(guò)這里還要說(shuō)明一下，這款原型機，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(méi)有說(shuō)，但至少在今年實(shí)現不了。

根據官方說(shuō)法，目前Holocake 2展示的原型技術(shù)，都還沒(méi)有成熟，今年Meta上市的高端頭顯Cambria，可能會(huì )采用折疊光學(xué)系統。

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

來(lái)源：量子位