景深與立體兼?zhèn)?,光場虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備來了!

?? 由 文心大模型 生成的文章摘要

虛擬現(xiàn)實儼然已經(jīng)成為下一個熱門的技術(shù)潮流了。目前,雖然虛擬現(xiàn)實設(shè)備還沒有進入大眾消費者的視野,但各種虛擬現(xiàn)實設(shè)備還是如雨后春筍般涌現(xiàn)出來,雖然他們距離成熟的商業(yè)應(yīng)用都還有不少距離,需要做的工作還有很多。

最近,來自斯坦福大學(xué)和英偉達的研究者們研制出了一臺虛擬現(xiàn)實原型機,為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展做出了新的貢獻。為什么這么說呢?因為這臺原型機使用了光場技術(shù)。

所謂的光場,就是指光在每一個方向通過每一個點的光量。使用光場技術(shù),讓這臺虛擬現(xiàn)實原型機得以模擬出像人類的眼睛那樣,可以基于距離對物體進行聚焦的效果。

通常,虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備都是使用「立體」技術(shù)——即把兩幅角度略微不同的畫面疊加到你的眼前,從而創(chuàng)造出三維立體的幻覺。但是,由于原始畫面是平面的,使用中很容易造成用戶的眼部疲勞。

「我們感知現(xiàn)實世界的方式要遠比立體成像技術(shù)復(fù)雜得多,」斯坦福大學(xué)電氣工程助理教授 Gordon Wetzstein 在一次采訪中說道?!肝覀兊难劬梢栽谌魏尉嚯x下聚焦。即使只用一只眼睛,我們也能看到 3D 場景,而這只要通過眼球聚焦就可以做到。」

斯坦福大學(xué)和英偉達聯(lián)合發(fā)明的這臺原型機,其原理是在用戶的每只眼睛前面產(chǎn)生景深感,然后結(jié)合立體技術(shù),將兼具景深和立體的畫面呈現(xiàn)到使用者的眼前。原型機使用了 2 片透明的 LCD 屏幕進行堆疊,從而產(chǎn)生光場效應(yīng)。畫面透過堆疊的 LCD 屏幕后,眼睛就能獲得景深的感覺了。它就像在你的每只眼睛前面放置了一副全息圖像,能讓用戶觀看到具有深度感的虛擬世界。

這臺原型機可以連接到一臺配備了英偉達 Maxwell 架構(gòu)顯卡的桌面 PC 上。用來運算頭盔所有圖像的算法是基于英偉達 CUDA 編程語言的。

神秘的初創(chuàng)公司 Magic Leap——其主攻方向為增強現(xiàn)實,而不是虛擬現(xiàn)實——聲稱他們也使用光場技術(shù)實現(xiàn)了對逼真數(shù)字化場景的重現(xiàn),但該公司并沒有公開關(guān)于如何實現(xiàn)的任何細節(jié)。

不過,創(chuàng)造景深不是虛擬現(xiàn)實設(shè)備面臨的唯一挑戰(zhàn)。虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備也需要極高的分辨率和盡可能低的延遲。Wetzstein 制造的的這臺虛擬現(xiàn)實原型機所使用的部件,大部分都是現(xiàn)成的,還不能夠提供非常高的分辨率和極低的延遲。而據(jù)報道,在獲得 Facebook 數(shù)十億美元投資后,Oculus Rift 頭盔的最新版本已經(jīng)解決了分辨率和延遲方面的問題。

Wetzstein 從 2010 年就開始了光場顯示技術(shù)的研究,不過研制這臺原型機還是在 1 年前進入斯坦福大學(xué)以后。Wetzstein 將會提交一篇論文,并且在下周舉辦的 2015 年 SIGGRAPH 新興技術(shù)大會(SIGGRAPH 2015 Emerging Technologies conference)上演示這臺原型機。研究者們即將拿出的原型機是第三代的版本?!高@是我們用目前為止從易趣和 3D 打印商那里能買到的現(xiàn)成的最好的組件制造的?!筗etzstein 說道。