未來VR/AR的顯示技術(shù)：光場視覺技術(shù)

　　當(dāng)你走過一扇窗，你會(huì)感到什么？也許是窗外色彩繽紛的景色，也許是徐徐吹來的涼風(fēng)，但最重要的是，你在窗子的正面和左右角度看到的東西是有很大差異的。

　　那么，如果說你剛才經(jīng)過的不是窗戶，而是一臺(tái)電視機(jī)呢？

　　當(dāng)然，眼下的電視機(jī)是無法達(dá)成這種體驗(yàn)的——因?yàn)樗皇菃渭兊?D平面。要讓電視機(jī)真正實(shí)現(xiàn)“窗戶”的感覺，就要依仗我們今天要介紹的“光場”顯示技術(shù)。這也很有可能是未來VR/AR的顯示技術(shù)。

　　“光場”是什么？

　　眾所周知，顯示出來的畫面是由各個(gè)像素組成的，而像素的密度決定了畫面的精細(xì)度。而如果每個(gè)像素都擁有一種以上的顏色，就能夠?qū)崿F(xiàn)，根據(jù)觀看角度不同，產(chǎn)生顏色也不同的效果。這就是全息圖像技術(shù)最基本的一點(diǎn)。

　　這同樣也是光場對于移動(dòng)圖像的實(shí)現(xiàn)手段。之所以叫光“場”，是因?yàn)閷τ谂臄z光場的攝像機(jī)來說，每一個(gè)像素都必須捕捉到從每個(gè)方向打到每個(gè)像素的光，而并非只是正前方的光線。

　　光場顯示器的角度大小可能會(huì)比較受限制。因此比較理想的解決辦法很可能就是類似本文開頭那樣一臺(tái)類似窗戶的電視。但如此一來，分辨率就要提高好幾倍。

　　想象一下，不管觀看的角度多么分散，都需要實(shí)現(xiàn)完整的分辨率——這將耗費(fèi)巨大的視頻帶寬，去在180度的視場角中，以平均的觀看距離，支持兩眼間不同角度的畫像。而眼下我們離提供這一量級的帶寬還非常遙遠(yuǎn)，可能需要今天所使用的幾百、甚至上千倍。

　　傳統(tǒng)的VR顯示屏是什么樣的？

　　Oculus Rift或HTC Vive這種VR頭盔打造的是一種人工圖像，但通過使用視覺線索，會(huì)給人一種有深度的感覺。比如：

　　雙眼像差或立體視覺：讓用戶的左右兩眼看到的圖像都有些不同，因此當(dāng)大腦處理這兩圖像的時(shí)候，就能感覺到深度的存在。

　　運(yùn)動(dòng)視差：當(dāng)用戶把頭從一邊移動(dòng)到另一邊的時(shí)候，讓離用戶視線較近的的橫向移動(dòng)會(huì)比遠(yuǎn)處的更快。VR頭盔就是這樣欺騙了人的大腦，讓人相信在場景中有“遠(yuǎn)近”。

　　雙目遮擋：在場景中位于前景的物體、以及在其它物體之前的物體看上去要更加接近，從而產(chǎn)生簡單的相對距離等級。如果每只眼睛的遮擋都不同，人類的大腦就會(huì)認(rèn)為存在深度。

　　視軸：當(dāng)盯著某物的時(shí)候，物體越近，眼睛就越要讓它保持在視場中心。但如果某物在遠(yuǎn)處一個(gè)無限的距離，則眼睛就必須要發(fā)散、轉(zhuǎn)動(dòng)，這一動(dòng)作給了大腦所需的數(shù)據(jù)，來計(jì)算物體的距離。

　　大多數(shù)的頭顯都不會(huì)提供聚焦的線索。整個(gè)的場景都是永遠(yuǎn)聚焦的，這是由于場景顯示在和用戶的眼睛同樣距離的平面屏上。但眼睛也會(huì)因?yàn)樽兓械牧Ⅲw圖像的一部分而內(nèi)聚和外散到注意力被吸引的地方去。

　　而這一過程，大腦的感覺并不好，這種被稱為“視軸調(diào)焦”的過程，將會(huì)造成“視覺不適、圖像質(zhì)量損失、頭暈、頭疼和眼疲勞”。

　　那么，有哪些公司在做這些呢？

　　英偉達(dá)正在和斯坦福大學(xué)合作，開發(fā)新類型的顯示技術(shù)。這一被稱為“光場立體鏡”的技術(shù)采用雙顯示屏，由兩個(gè)相距5毫米的LCD面板組成。一臺(tái)VR頭盔將通過微透鏡陣列來把每個(gè)圖像變成分散的光線，并追蹤、顯示每個(gè)光線的來源和去向。如此一來，人類的眼睛將會(huì)更容易在不同的深度上定位聚焦提示。

　　另一家是Magic Leap，他們揚(yáng)言要讓用戶的眼睛，除了虛擬圖像還能處理真實(shí)世界里的光。