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[分享] 初创公司CREAL3D展示其最新技术光场显示器

王宝宝2019-1-17 11:34

    CREAL3D是一家总部位于瑞士的初创公司,由欧洲核子研究中心(CERN)前工程师共同创立,他们为大型强子对撞机(lhc)的ATLAS项目做出了贡献。并创造了一种不同于当今市场上AR或VR头显的光场显示器。

    在上周的CES上,我们看到并写到了很多很酷的东西。但在一些不太显眼的地方,我们发现了一些非常引人注目的前沿项目,它们可能不在今年即将推出的头显中,但肯定为下一代AR和VR描绘了一幅充满希望的画面。

    其中一个项目根本不在CES的AR/VR部分。它隐藏在一个意想不到的地方——一个半英里之外,在会议的另一个完全不同的地方,在一个小桌子上的两个毫无特色的盒子里,瑞士初创公司代表着“瑞士馆”的一部分参加CES。

    在那里,我遇到了托马斯Sluka和TomašKubeš,CREAL3D前欧洲核子研究中心科学家和创始人。他们指着其中一个盒子,每个盒子都有一个目镜。我走上前去,向里面看了看,在一次快速的测试之后,我立刻被打动了——不是我看到了什么,而是我是如何看到的。但我要花一分钟来解释原因。

    CREAL3D正在构建一个光场光场显示器。 光场对于AR和VR来说非常重要,因为它们真实地反映了光在现实世界中是如何存在的,以及我们是如何感知它的。不幸的是,它们很难捕获或生成,甚至更难显示。

    如今市场上的每一款AR和VR头显都使用了一些技巧,试图让我们的眼睛解读我们所看到的东西,仿佛它就在我们面前。大多数头显使用的是基本的立体镜,仅此而已。3D效果给人一种深度的感觉,否则就是以固定焦距投射到平面上的场景。

    这种头显支持发散(两只眼睛的运动,将两个图像深度融合成一个图像),但不支持调节(每只眼睛的动态焦点)。这意味着,当你的眼睛不断地改变它们的光芒时,适应却停留在一个地方。正常情况下,这两种眼睛功能是无意识地同步工作的,因此,当它们不同步时,就会产生所谓的“聚散 - 调节冲突”。

    简单地说,今天市场上几乎所有的头显都在展示我们如何看待现实世界的不完美表象。

    在更高级的头显上,“可变焦距”技术可以根据你看的地方(通过眼球追踪)动态改变焦距。例如,Magic Leap支持两个焦距,并根据需要在它们之间进行跳转。Oculus的半圆顶原型机也有同样的功能,而且据我们目前所知,它似乎支持多种连续焦距。即便如此,这些变焦方法仍然存在一些固有的问题,因为它们实际上并没有显示光场。

    所以,回到我通过CREAL3D镜头所做的快速测试:我看到一只小青蛙在离我眼睛很近的树枝上,它的后面是一棵树。看了青蛙之后,我把注意力集中在那棵树上,当青蛙变得模糊的时候,那棵树就成了焦点。然后我又看了看青蛙,看到树上开着一朵美丽的、自然的花。

    上面是CREAL3D光场显示的原始镜头,你可以看到相机聚焦在图像的不同部分。

    为什么这令人印象深刻?我知道他们没有使用眼动跟踪,所以我知道我看到的不是一个典型的变焦系统。我透过一个单一的镜头,所以我知道我所看到的不仅仅是收敛。这是工作中的适应(每只眼睛的动态焦点)。

    用一只眼睛(而且不需要眼球追踪)就能很好地适应两个物体之间的距离,唯一的解释是我看到的是一个真正的光场,或者至少是一个非常接近的光场。

    我看到的那个美丽的模糊区域不是我眼睛的焦点,它一次只能聚焦一个平面。现在你可以看到同样的事情:闭上一只眼睛,把手指举到离眼睛几英寸的地方,然后集中注意力。现在把注意力集中在你手指后面很远的地方,看着你的手指变得模糊。

    这是因为来自你手指的光线和来自更远物体的光线以不同的角度进入你的眼睛。

    用显示器做个小实验,确实让我明白了这一点。把我的智能手机举到镜头前,我可以轻拍青蛙,我的相机就会把它对准焦点。我也可以轻拍树,当青蛙变得模糊的时候,焦点就会转移到树上。就我的智能手机摄像头而言,这些都是在“真正”焦距下的“真实”物体。

    光场是显示虚拟或增强图像的理想方式,这是一种很长的说法(抱歉,光场可能会让人感到困惑),因为它们本质上支持人类自然视觉的所有“特征”。CREAL3D的显示功能似乎也差不多。

    但是,这些是放在桌子上的大盒子。这项技术甚至能装进头显里吗?它是如何工作的呢?创始人Sluka和Kubeš不愿意提供详细的方法,但是我学到尽可能多的关于系统的能力(和限制)。

    在这一点上,“如何”是最不清楚的。Sluka只会告诉我他们用的是投影仪,以某种方式调节光线,图像不是全息图,也不是微透镜阵列。该公司认为这是一种新颖的方法,他们的合成光场比他们所知的任何其他方法都更接近模拟光场。

    Sluka告诉我,这个系统支持“数百个从零到无穷大的深度平面”,具有对数分布(离眼睛更近的平面密度更高,离眼睛更远的密度更低)。他说,也有可能在眼睛后面实现一个深度平面,这意味着该系统可以校正处方眼镜。

    两人还告诉我,他们相信这项技术可以很容易地缩小到适用于AR和VR头显,CES上展示的笨重设备只是概念的证明。该公司预计,他们的光场显示器将在今年为VR头盔做好准备,并在2021年之前缩小到眼镜大小的AR头盔。

    在CES上,CREAL3D展示了单眼和双目(如图)版本的光场显示。

    至于局限性,显示目前只支持每种颜色(篮板),200年的水平和增加视野和eyebox将是一个挑战,因为需要扩大范围的光场,虽然团队期望他们能达到100度的视野VR头显和一个60 - 90度的视野,基于“增大化现实”技术的头显。我怀疑在高帧率下实时生成合成光场也将是一个计算挑战,尽管Sluka没有详细介绍渲染过程。

    透过镜头:聚焦在近处。背景中的模糊场景不是生成的,而是“真实的”,这要归功于光场的物理特性。

    这很令人非常高兴,但对于CREAL3D来说还为时过早。该公司是一家年轻的初创公司,目前已有10名成员,在光场显示器的可行性、性能和可扩展性方面仍有很多需要证明的地方。

    Sluka拥有捷克共和国利伯里克技术大学的科学工程博士学位。他说他是一名多学科的工程师,他已经发表的作品证明了这一点。CREAL3D团队的成员中还包括其他几个博士,其中有几个来自英特尔(Intel)已经关闭的Vaunt项目。

    Sluka告诉我,公司在去年已经筹集了大约100万美元,公司正在筹集500万美元,以进一步发展公司和它的发展。

    图文出自:roadtovr

    原文链接:https://www.roadtovr.com/creal3d-light-field-display-ar-vr-ces-2019/

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