颠覆AR/VR显示？CREAL光场技术现场体验

前沿科技新媒体 青亭网 3天前

Esther｜ 编辑

去年CES的时候，青亭网曾报道过一家展示真正光场显示技术的公司：CREAL3D。据悉，该公司由CERN（欧洲核子研究委员会）前工程师Tomas Sluka和Tomas Kubes创办，其技术有别于光波导等其他光学，利用投影技术去调节光线，以实现在数百个深度之间实现动态切换，效果足够自然。
从当时现场曝光的图来看，CREAL3D的方案体积很大，还需要依赖装在盒子里的处理器，很难想象它该如何应用于AR/VR头显。而今年，刚获得430万瑞士法郎A轮融资并更名为CREAL后的他们再次来到CES，并展示了针对AR/VR头显进行大幅优化，体积大幅缩减的方案。
什么是光场技术？
光场的概念首次由Alexander Gershun在论文中提出，指的是光在每一个方向通过每一个点的光亮，利用光场技术，可以让VR/AR头显模拟出人眼感知光线和聚焦的方式，对人眼注视点所在的区域进行动态聚焦，以呈现出更自然的观感。
光场显示技术用于AR/VR的优势在于，它能够更逼真的表现出真实环境中光线的活动，以及人眼感知的方式，但光场一直以来都很难去捕捉或者生成，甚至显示。
CREAL光场技术的变焦效果
目前市面上的AR/VR头显大多使用基础的3D显示技术，也就是在固定焦点的平面上模拟深度，营造立体的视觉感官。但这样做的结果是只支持视觉辐辏（通过双目视差形成深度感知），却不支持视觉调节（每只眼睛的动态焦点），尽管你的双目视察一直在改变，但是焦点却固定在一个平面，而不能像在观看真实世界那样让辐辏和调节实现同步，这也是为什么会产生视觉辐辏调节冲突。
Magic Leap其实就曾号称其AR头显采用光场光子芯片，画面支持在不同焦距间的切换，但实际上其光学方案基于光波导，目前只支持两个焦点平面。
为了解决这一问题，还有一些VR/AR头显会采用变焦距的方式，根据人眼注视点来动态改变焦距。比如Oculus的Half Dom VR原型机，利用机械式的变焦系统，根据注视点去移动头显内的显示屏，以此来模仿人眼变焦的过程。
而CREAL采用完全不同的方案，是基于视觉辐辏调节原理，通过调节光线来实现焦距的动态调节。其号称支持从零到无限远的数百个深度，以及对数分布（距眼镜越近像素密度越大，越远密度约越小），它还能弥补近视眼看不清的问题。
CREAL的AR/VR之路
从照片上来看，CREAL显示与投影模组（成为光学引擎）的体积的确比之前大幅缩减，已经接近适合头显的大小，但同时也带来适眼距、FOV、分辨率大幅降低的缺点。目前，CREAL面临的困难在于，还是依赖盒子大小的处理单元，说明普通AR眼镜集成的处理器，或者手机不一定能驱动这样的光场显示模组。
缩小处理器单元的体积将是CREAL接下来的目标，其透露，目前已经大幅缩减主板体积，未来可能会采用ASIC芯片，缩减成适合AR头显大小的体积。此外，还计划通过向余光部位投射额外的非光场图像，来提升FOV。
CREAL提升FOV的方式有点类似于Varjo所采用的分屏注视点渲染方案，不同的是CREAL不需要额外的显示屏，而是用一个光学引擎就能完成。也就是说，结合人眼识别技术，在人眼注视点区域投射光场，而注视点外围采用低保真的非光场显示。
除此之外，目前CREAL方案的色彩表达和分辨率效果依然不够好，因此这些问题未来是否能解决是让人关心的问题。由于CREAL并没有公开透露其光场技术更细节的原理，我们也无法推测这项技术在优化之后，是否还将受到其他限制。
总之，接下来CREAL会将CES上演示的技术集成在头显中，首先进入VR，在更远的未来才有可能进入AR头显。CREAL的目标是，将光场技术集成在普通大小的眼镜腿上，甚至在现场还展示了一款设计模型，不过短时间内还无法实现。
接下来，CREAL并不打算自研头显，而是希望以授权的形式，为合作伙伴提供技术。目前，一些合作伙伴已经拿到了开发者套件，不过这项技术真正进入市场可能还需要几年时间。
据其官网公布的路线图显示，计划在2019年推出用于VR头显的光场解决方案，2020年推出MR眼镜光场解决方案，2021年推出面向可穿戴小尺寸智能眼镜光场投影仪。未来的应用场景方面，CREAL认为可用于医疗（外科手术）、游戏等场景，并计划将其光学方案成本降低至500美元以下。
参考：
https://www.roadtovr.com/ces-2020-creal-light-field-shrinking-for-ar-vr-headsets/

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