從180°視野到90 PPD分辨率:Meta兩款原型頭顯Boba 3、Tiramisu詳解

?? 由 文心大模型 生成的文章摘要

Meta公布了其兩款原型頭顯的更多細(xì)節(jié),分別是擁有超寬視場(chǎng)的Boba 3 VR和MR研究原型,以及名為Tiramisu的“超現(xiàn)實(shí)VR”原型。

上個(gè)月Meta研究人員已在兩篇論文摘要中介紹了三款原型頭顯。其中一篇來(lái)自顯示系統(tǒng)研究(DSR)團(tuán)隊(duì),題為《寬視場(chǎng)混合現(xiàn)實(shí)》,文中展示的頭顯雖具備超寬視場(chǎng),但其VR和混合現(xiàn)實(shí)版本的外形尺寸與當(dāng)下的Quest相當(dāng)。另一篇?jiǎng)t來(lái)自Meta的光學(xué)、光子學(xué)和光系統(tǒng)(OPALS)團(tuán)隊(duì),論文名為《超現(xiàn)實(shí)VR:90 PPD、1400尼特、高對(duì)比度頭顯》。OPALS 團(tuán)隊(duì)稱,他們首次將超視網(wǎng)膜分辨率與高亮度、高對(duì)比度完美融合,這一組合“為VR體驗(yàn)的逼真程度樹(shù)立了新的里程碑”。完整論文將于下周SIGGRAPH 2025召開(kāi)前發(fā)布,屆時(shí)Meta 還將在會(huì)上向參會(huì)者演示這三款頭顯。

如今,Meta在一篇博客文章中披露了這三款原型頭顯的名稱及關(guān)鍵細(xì)節(jié),其中還包含了 DSR和OPALS團(tuán)隊(duì)主要成員的引言。

事實(shí)證明,摘要中直觀呈現(xiàn)的實(shí)用超寬視野頭顯名為Boba 2,而Meta此次在SIGGRAPH 上展示的是一款更時(shí)尚、分辨率更高的版本,即Boba 3。

Boba 3實(shí)現(xiàn)了水平180°、垂直120°的視野。有人評(píng)價(jià)道:“Boba 3仿佛突破了沉浸感的下一個(gè)層級(jí),開(kāi)闊了外圍視野,呈現(xiàn)出那些你甚至未曾察覺(jué)缺失的景象。” 相比之下,Quest 3的視野不足110°×96°,Quest 3S的視野則小于96°×96°,而人類的視覺(jué)范圍大致為200°×135°,具體數(shù)值會(huì)因臉型有所差異。簡(jiǎn)單來(lái)講,Meta稱Boba 3覆蓋了人類視野的約90%,而Quest 3僅覆蓋46%。

在實(shí)現(xiàn)實(shí)用超寬視野的道路上,曾有長(zhǎng)達(dá)十年的停滯期,如今終于取得了進(jìn)展。早在2018 年,DSR就展示了初代Half-Dome頭顯,除配備變焦光學(xué)元件外,其視野也達(dá)到了140°。

然而,Half-Dome的后續(xù)版本視野有所縮小,Half-Dome 2更側(cè)重于緊湊性,Half-Dome 3則轉(zhuǎn)向電子變焦方式,不再有活動(dòng)部件。

直到最近,我們都未曾再見(jiàn)到任何Meta推出的具有寬視野的原型機(jī)。后來(lái)在2024年10月,Meta首席技術(shù)官Andrew Bosworth分享了一張他手持一款機(jī)身弧度極寬的頭顯的照片,暗示該頭顯擁有超寬視野。他之后表示,這款頭顯的水平視野約為210°,但他也重申了自己長(zhǎng)期以來(lái)的觀點(diǎn):為了追求超寬視野,在 “重量、外形尺寸、計(jì)算能力和散熱性能” 上做出犧牲是不值得的。

Meta如今表示,這款原型機(jī)名為Boba 1,配備的是 “大約九年前” 的顯示器和光學(xué)堆棧。據(jù)該公司介紹,Boba 1的單眼分辨率為2K×1K,在超寬視野方面的發(fā)展似乎一直處于次要地位,直到去年Boba 2推出,其分辨率才達(dá)到3K×3K。

Boba 3是今年將在SIGGRAPH上演示的頭戴式設(shè)備,單眼分辨率為4K×4K,Meta稱,該設(shè)備最終能夠提供足夠的中心角分辨率,從而實(shí)現(xiàn)超寬視野。具體而言,Boba 3的中心角分辨率為每度30像素(PPD),而Quest 3的中心角分辨率為25 PPD。參考數(shù)據(jù)顯示,人類視網(wǎng)膜分辨率通常被認(rèn)為是60 PPD。

但正如我們?cè)谡兴赋龅?,Boba 3真正令人著迷的地方在于,它實(shí)現(xiàn)了超寬視野,且沒(méi)有像迄今為止的所有其他嘗試(包括Boba 1和原始的Pimax頭顯)那樣在外形尺寸上做出犧牲。Meta表示,帶有透通功能的混合現(xiàn)實(shí)Boba 3版本重840 克,而沒(méi)有透通功能的Boba 3 VR重660克。鑒于這些數(shù)字包含硬質(zhì)塑料表帶,因此應(yīng)與配備Elite Strap的Quest 3(重 698克)進(jìn)行比較。

Meta表示,得益于 “利用高曲率反射式偏光鏡的定制光學(xué)設(shè)計(jì)”,才能夠在不顯著增加重量和體積的情況下實(shí)現(xiàn)超寬視野。該公司稱,這一設(shè)計(jì)基于Meta十年來(lái)對(duì)薄餅透鏡的投入,并充分利用了已投入量產(chǎn)的顯示器。

因此,從理論上講,如果Meta真心想做,是可以將Boba 3作為產(chǎn)品發(fā)售的。但它價(jià)格不菲,而且要驅(qū)動(dòng)如此大視野所需的可行角度分辨率,還需要高端游戲PC支持。所以Meta近期不會(huì)發(fā)售Boba 3,并非做不到,而是因?yàn)楣緦?duì)制造純PC版VR頭顯已不再感興趣。

這款集超視網(wǎng)膜分辨率、高亮度和高對(duì)比度于一身的頭戴式設(shè)備名為Tiramisu,來(lái)自 Meta 的光學(xué)、光子學(xué)和光系統(tǒng)(OPALS)團(tuán)隊(duì),該團(tuán)隊(duì)是 DSR 的 “姊妹團(tuán)隊(duì)”。

Meta 此前已在一款頭顯中展示過(guò)視網(wǎng)膜分辨率,在另一款頭顯中展示過(guò)超高亮度和對(duì)比度,充分證明了這兩者在視覺(jué)感知方面的優(yōu)勢(shì)。而 Tiramisu 的獨(dú)特之處在于,它將這三種特質(zhì)融合在了一起。

Meta 表示,Tiramisu的中心角分辨率是Quest 3的3.6倍,亮度是其14倍,對(duì)比度是其3 倍。具體來(lái)說(shuō),Tiramisu的中心角分辨率為 90 PPD,亮度為1400尼特。相比之下,Quest 3 的中心角分辨率為25 PPD,亮度僅為100尼特。再次強(qiáng)調(diào),人類視網(wǎng)膜分辨率通常被認(rèn)為是60 PPD。

為了進(jìn)行演示,Meta 使用了“虛幻引擎5能夠生成的最佳實(shí)時(shí)圖形”,包括NVIDIA DLSS 3 神經(jīng)升級(jí),以便在軟件端也能提供 “超現(xiàn)實(shí)” 的視覺(jué)效果。

然而,為了實(shí)現(xiàn)Meta所描述的 “VR現(xiàn)實(shí)主義的新里程碑”,Tiramisu也做出了諸多犧牲。這款頭戴式設(shè)備的視野僅為33°x33°,外形尺寸大得驚人,并且使用了沉重且昂貴的玻璃鏡片。

但和其Orion AR眼鏡原型一樣,Meta將Tiramisu描述為 “一臺(tái)時(shí)間機(jī)器”。其目的是研究超現(xiàn)實(shí)VR的體驗(yàn),這將為公司未來(lái)頭顯產(chǎn)品的研發(fā)優(yōu)先級(jí)提供參考。這是Meta實(shí)現(xiàn)其既定目標(biāo)的關(guān)鍵一步,即有朝一日通過(guò) “視覺(jué)圖靈測(cè)試”,讓用戶無(wú)法分辨自己佩戴的是護(hù)目鏡還是XR頭顯。

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