Meta表示,其VR硬件的最終目標是制造一款舒適、緊湊的頭顯,在視覺效果上與現(xiàn)實一致。日前,Meta首席執(zhí)行官馬克·扎克伯格展示了該公司最新的四款VR頭顯原型,據(jù)稱這代表Meta朝著這一目標又邁出了一步。
Meta在其XR工作中投入了數(shù)百億美元,其中大部分將通過其Reality Labs研究部門進行長期研發(fā)。這家公司日前展示了團隊在VR硬件研發(fā)方面的最新成就。
首先,Meta首席執(zhí)行官馬克·扎克伯格與Reality Labs首席科學家Michael Abrash一起解釋說,他們的目標是最終打造一款能夠通過“視覺圖靈測試”的產(chǎn)品,也就是達到虛擬現(xiàn)實與現(xiàn)實世界幾乎沒有區(qū)別的程度。
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扎克伯格和Abrash概述了他們認為VR頭顯在通過視覺圖靈測試之前需要解決的四個關鍵視覺挑戰(zhàn):變焦、失真、視網(wǎng)膜分辨率和HDR。Reality Labs的顯示系統(tǒng)研究團隊已經(jīng)構建了四款VR頭顯原型,這些原型可作為應對上述問題的解決方案的概念證明。
1、變焦
為了解決變焦問題,該團隊開發(fā)了一款名為“Half Dome”的VR原型。在該原型中,該公司首先探索了一種變焦設計,該設計使用機械移動的顯示器來改變顯示器和鏡頭之間的距離,從而改變圖像的焦深。后來,該團隊轉向了固態(tài)電子系統(tǒng),從而使變焦光學系統(tǒng)變得更加緊湊、可靠和靜音。當用戶將視線從附近的物體轉移到遠處的物體時,該原型機使用眼動追蹤和變焦光學技術為虛擬場景提供自然的景深。
2、失真
至于失真,Abrash解釋說,對這些特有的鏡頭設計和失真校正算法進行試驗是一個繁瑣的過程,新型鏡頭無法快速制造,一旦制造出來,它們仍然需要小心地集成到頭顯中。所以該團隊構建了一個“失真模擬器”,使用3DTV模擬VR頭顯,并在軟件中模擬鏡頭(及其相應的失真校正算法)。
3、視網(wǎng)膜分辨率
在視網(wǎng)膜分辨率方面,Meta展示了一款名為“Butterscotch”的頭顯原型,其重點是增加像素數(shù)以實現(xiàn)團隊所說的“視網(wǎng)膜分辨率”。原型實現(xiàn)了55px/deg,使用的像素是Quest 2的2.5倍,僅覆蓋了一半的視野。該公司同時開發(fā)了一種可以“完全解析”提高分辨率的“混合透鏡”。
表面上看,Butterscotch原型在整個視場內的分辨率都能達到60 PPD,但Meta沒有解釋透鏡邊緣的分辨率降低程度。
4、HDR高動態(tài)范圍
扎克伯格表示,在他和Abbrash概述的四個關鍵挑戰(zhàn)中其中最重要的是HDR。為了證明HDR對VR 體驗的影響,顯示系統(tǒng)研究團隊構建了名為“Starbursts”的原型。根據(jù)Meta的說法,這是第一款亮度可以達到20000 nit的VR頭顯原型。
當然,這只是一個原型,但正如扎克伯格解釋的那樣,現(xiàn)實生活中的場景通常比高端電視和顯示器所能輸出的要亮。Meta表示能夠在VR中復刻這種現(xiàn)實亮度對于通過視覺圖靈測試至關重要。
雖然索尼即將推出的PSVR2預計將成為第一款商用的HDR VR頭顯,但HDR的定義并不完全明確,因此無法確定它是否會達到1000 nit,更不用說2000 nit了。
5、小型化
盡管該公司的許多原型VR頭顯都犧牲了重量和尺寸以證明這些基本理念,但Meta還專注于大幅縮小VR頭顯的外形尺寸。為此,該公司進行了概念驗證的全息折疊光學研究,并制造了一款名為“Holocake 2”的可用設備。
這款緊湊型VR原型解決了當代VR頭顯的兩個最大尺寸限制:光路長度和鏡頭寬度。它是Meta迄今為止打造的最薄、最輕的VR頭顯,但夢想是使用全息鏡頭,這將進一步減少厚度。
全息透鏡和Pancake光學系統(tǒng)的組合是使Holocake 2如此緊湊的關鍵。Meta表示:“創(chuàng)建全息鏡頭是一種減少外形尺寸的新方法,代表了VR顯示系統(tǒng)向前邁出的顯著一步。”
然而,這是一款PCVR頭顯,這意味著它需要一些額外的體積(計算和電池)才能達到Meta所追求的獨立外形。不幸的是,Meta表示Holocake 2需要激光光源才能使其全息光學器件正常工作,而且它們還沒有達到在實際產(chǎn)品中實際實施所需的尺寸或成本。
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