盡管虛擬現(xiàn)實（VR）產(chǎn)業(yè)發(fā)展越來越強大，但仍然有一些關鍵的問題會阻礙開發(fā)出真正成功的VR體驗。

我們的眼球構造復雜而且工作非常精準，以確保我們看到的圖像是經(jīng)過清晰準確處理的。眼球的工作原理類似于一個放大鏡，通過角膜和晶狀體把光線聚焦然后投射到視網(wǎng)膜上。圖像對準焦點的時候，單個像素的所有光線路徑都傳播到視網(wǎng)膜的一個點上，讓我們能清楚地看到對象。然而，如果圖像沒在焦點上，同一像素傳播到眼球的不同部位，從而導致圖像變得模糊不清。

對準眼球焦點的光線路徑

偏離眼球焦點的光線路徑

這是目前移動VR系統(tǒng)中存在的一個特定問題，因為你看到的圖像離眼球的距離都是固定的，即在你的智能手機屏幕上僅有幾厘米遠。即使每只眼球看到了差異并告訴我們圖像的深度不一樣，但是圖像仍然保持不變的焦點深度。立體圖像（聚散度）和明顯的焦點深度（調節(jié)）之間的深度沖突讓我們的大腦很難去調整。從而可能會導致視覺不適，頭痛和惡心。

對虛擬現(xiàn)實的影響

為VR創(chuàng)作的最簡單的視頻內(nèi)容類型是單像，用的是相當于一個360度相機的設備。實際上這種單一的圖像很可能是運用多個攝像頭把整個視場覆蓋，然后回頭把單獨的圖像縫合在一起。這種是制作360度視頻最實惠和最簡單的方式，但并未提供任何重要的深度信息。一種更復雜但按理說也是更好的方式就是運用立體視頻，這種視頻為雙眼分別拍攝一個360度圖像，帶來了立體圖像中的深度感知。這種方式更難掌握，因為準確地為每只眼球縫合圖像很復雜。捕捉足夠的信息，重現(xiàn)焦點深度和立體圖像也同樣復雜，但是技術每天都在進步。

可以說，目前解決這個問題最成功的方式就是有效利用光場顯示器。“光場”是我們用來描述所有光線在一個空間區(qū)域內(nèi)傳播的詞匯。理解光場顯示器的一個簡便的方法就是想象一個會根據(jù)你觀看的方位不同，為你展示不同圖像的常規(guī)顯示器。雖然可能不是很明顯，但光場顯示器讓我們?nèi)フ故居兄煌裹c深度的圖像。與距離觀看者較近的對象相比，距離較遠的同一對象可能會在顯示器上產(chǎn)生一個顯著不同的光場。這就需要眼球調整焦距把對象看清，消除焦點深度和立體深度之間混淆大腦的矛盾。

微透鏡陣列

創(chuàng)作一個能改善VR聚焦問題的光場顯示器的一種方式就是使用微透鏡陣列，它是有著很多微小突起透鏡包裹的透明薄片。

微透鏡陣列

每個微透鏡覆蓋著常規(guī)顯示器上的一小部分像素。它們開始成為可佩戴式技術，比如智能手表以及根據(jù)觀看方式不同發(fā)生改變的圖像，有點像你在快餐盒上看到的扁豆狀圖像的高級版本。然而，這種微透鏡方式違背了高分辨率，因為它有效地把多個像素轉化成一個。

微透鏡顯示器

據(jù)報道，由于太過復雜微透鏡陣列目前還制造不出來，所以我們還得考慮另一個替代方案。

光場立體鏡

利用立體視效技術的深度優(yōu)勢，目前正在研究多層顯示器，把多個顯示器面板中間用細微的間隙分成多層。眼球從不同的焦距看到每塊面板，因此只要認真地制作呈現(xiàn)在每層上的內(nèi)容，顯示器就能根據(jù)一個適合的深度成像。在SIGGARPH 2015上，斯坦福大學的Huang 等人展示了“光場立體鏡”，其中LCD面板是背光的，而且中間有一定空隙一塊接一塊放置在VR頭顯中。它讓我們在后屏幕上映射背景或遠處的圖像，而前屏幕呈現(xiàn)你所觀看場景的前景圖像。這個范圍中間的距離可以通過顯示每部分的圖像描繪出來。這種接近的光場在顯示器上增加了一些焦點深度，而前景中的對象進一步遮擋住了這些。兩個2D顯示器的交互與真正的4D光場是不同的，但應該也足夠了。然而，因為沒有一個相同分辨率的折中方案來取代微透鏡方案，所有前方的LCD板充當了擴散器，因此有些模糊。

Huang等人創(chuàng)作的光場立體鏡

接下來該做什么？

近幾年和光場顯示器一起，我們已經(jīng)看到了很多光場攝像機如Lytro的推出，它能夠從不同的相機孔徑捕捉全4D光場。這些計算攝像機讓你獲得能夠重新聚焦或拍攝后改變視角的光場圖像，開創(chuàng)了各種創(chuàng)意可能性。這些相機顯然也比普通的相機更好，因為他們通常能捕捉到更多光源。下一代360度光場攝像機會進一步改進，而且能為VR擴展光場焦距和獨立視角屬性。這預示著在移動VR設備上播放360度光場視頻會有一個好的未來。它讓用戶在VR頭顯中進行自由轉動頭部，并以自然的深度感知去探索整個場景。VR中出現(xiàn)的另一個新興領域是移動設備上的定位跟蹤，能夠實現(xiàn)圖像實時響應用戶頭部的實際物理位置，對于實現(xiàn)一種真正沉浸式的體驗以及我們在未來會深入思考的某個東西來說，是非常關鍵的一點。