【小箘观VR】谈谈Oculus的焦曲面显示屏

在上一篇文章中，小编为您详细介绍了关于《以假乱真的滑翔体验 VR让你安全地享受滑翔》相关知识。本篇中小编将再为您讲解标题【小箘观VR】谈谈Oculus的焦曲面显示屏。

目前的VR产品体验无法令人满意有很多方面的原因，从软件的不成熟到硬件性能不足，另一个影响沉浸感以及VR长期使用舒适性的重要原因在于VR头显的画面显示方式。VR箘认为这种透镜加普通显示屏的结构终究只是一种过渡产品，就像电容屏出现以前的电阻屏一样，将来我们必定要转而使用更适合VR/AR产品的新型显示屏。而Oculus内部研究部门正在开发的“焦曲面显示屏”或许就有希望成为VR头显中的那块“电容屏”。 /AR研究部门内部评价自己正在开发的新型显示技术为“突破性”技术。他们现在已经发表了相关论文，并打算在今年七月举行的世界图形图像学术大会（SIGGRAPH）上展示这一革命性技术。Oculus还专门在博客上介绍了很多相关细节。 首先，传统显示屏之所以让人感到不舒服原因在于它提供的图像没有深度，远处和近处的物体全部同时呈现在画面上。而焦曲面显示屏可以模拟人眼自然的对焦过程，画面具备纵深感。这种屏幕技术不再通过继续增加更多聚焦区域来获得更高的深度，新技术使用一种立体光学调节器（SLMs）改变3D虚拟物品的呈现方式，增加深度并提高空间感。 所有这些都能够提高画面的锐度并在VR中提供更为自然的体验。 这项技术结合了先进的硬件工程，科学和医疗影像技术，计算机视觉研究和图形状态算法等，致力于打造下一代VR硬件，这个项目融合了多元学科的技术，带来目前Oculus所能够实现的最优秀的VR体验。今后，这种设备或许能够真正提供可以长期体验的VR产品，甚至能让高度近视患者正常使用。 这些立体光学调节器可以扭曲算法识别的特定图像区域的光线，改变它们的聚焦状态。 Oculus研究院科学家Nathan Matsuda, Alexander Fix和Douglas Lanman在他们的论文中总结道： 焦曲面显示屏同时实现了变焦和多焦点概念，可以为虚拟场景自定义专门的图像。我们已经证明这种全新的相位调制SLMs能够很好地实现这些概念，这都多亏了我们从数十年的自适应图形应用研究中获得的经验。我们已经展示了一个高分辨率的概念验证原型，并展示了一个包含关键焦曲面的优化框架。 事实上，这种技术并不能完全解决视觉辐辏调节冲突造成的眼压升高等问题，Oculus更愿意将它们当作是目前VR显示技术和理想VR显示技术的一个中间形态，其效果明显好于普通屏幕，而成本和制造难度则比理想的方案低很多。 当然，即便是这种“中间形态”的技术，我们也无法在短期内看到它应用到消费产品中，不过它的确为解决VR显示的终极问题提供了另一种思路。 目前，能够实现变焦的显示屏是当前的一大研究热点，例如Magic Leap曾经宣传的光场显示同样是为了解决这个问题而诞生的。使用此类技术的VR产品所发出的光线更接近我们在自然环境下看到的，我们不在被动地接收屏幕上的图像，而是可以在具纵深感的场景中自由对焦观看特定的内容。这种技术同时还能去除VR头显中厚重的镜片，让VR产品真正成为VR眼镜。 焦曲面显示屏是一种主动显示技术，因此它需要眼球追踪的支持，而后者目前同样不是一个成熟的商用技术。同时研究者也承认这项技术有一个明显的缺陷——它很难实现较大的视场角，而视场角对于VR设备来说也是非常重要的参数。 下表列出了多种不同的VR显示技术 下面介绍一下视觉辐辏调节冲突： 在现实生活中，人眼如果想要聚焦到近处的物体，眼球的晶状体就会发生扭曲，使得来自该物体的光线能够正确聚焦到视网膜，然后我们就能看清这个物体了。而如果光线来自远处的物体，由于入射光线的角度不同，晶状体同样需要发生改变使得光线能够聚焦到视网膜。所以，正常情况下，我们不可能同时看清具有不同纵深的物体。 上面是单只眼睛对于视觉深度的调节，而我们知道立体感则来自双眼产生的视觉差。左右眼由于位置的原因看到的图像并不是相同的，它们存在重叠的区域，也有相互独立的区域。对于遥远处的物体，由于光线几乎处于平行状态，所以双眼看到的图像几乎能够完全重叠；而对于近处物体，双眼看到的图像则有很多不重叠区域。关于这一点，我们可以盯着远处的物体，然后伸出一根手指在眼前前后移动，我们会发现两个手指图像，它们在手指靠近时相互分离，在手指远离时相互靠近。 通过这两种机制，我们就能够判定物体与人体的大致距离了。正常情况下，这两种机制同时存在，并且是自动完成的。两种机制在我们很小的时候就通过不断训练形成了肌肉记忆，它们相互关联，互相影响。而问题在于，目前的VR头显并不支持这种同步调节。 目前的VR头显将屏幕固定在我们眼前的一定位置，其距离是固定的，同时镜片的光学特性也是固定的，这意味着VR屏幕上显示图像的距离无法改变。而另一方面，对于立体图像而言，双眼看到的图像的重叠区域可以随时进行调整，这就产生了冲突。举例来说，VR显示屏视觉距离在我们眼前1m左右，我们的晶状体就会控制聚焦1m处的物体，然后虚拟环境显示了一座山，它的位置在我们眼前100m处，所以我们的双眼调节又会聚焦到100m处，单眼调节的视觉深度和双眼调节的深度并不一致，而它们原本应该是处于同步状态的，这就产生了冲突，引发不适感。 近日游戏开发商KISS公司表示，将开放《Custom Maid 3D2》暑假特别下载包“S-court DL”的贩卖，下载包支持VR模式，大家可以带着最中意的女仆去别墅度过二人世界了。...

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