CREAL在CES 2020演示AR/VR头显光场显示技术小型化原型

　　前欧洲核子研究组织工程师共同创办的CREAL是一家位于瑞士的初创公司，而他们研发的沉浸式光场显示器完全不同于当今市场上AR或VR头显中的产品。

　　CREAL今年再次参加CES 2020大会，并展示了他们过去一年来努力小型化技术的进展。RoadtoVR的Ben Lang日前体验了这家公司演示的产品，并表示这是他看过的最接近真正光场的体验。

　　1. 为何光场如此重要

　　光场对AR和VR十分重要，因为它们能够真正地再现光线在现实世界中的存在方式，以及我们进行感知的方式。遗憾的是，它们难以捕捉或生成，也更难以进行显示。

　　当前市场的每一台AR和VR头显都采用一定的技巧来令我们眼睛将看到的画面解读成真实的存在。大多数头显都采用基本的立体视效技术，这种3D效果给出了在固定焦距下投射到平面的场景深度感。

　　这样的头显支持眼睛辐辏(两只眼睛进行聚散运动以将两幅图像融合成具有深度的单幅图像)，但不支持眼睛调节(每个眼睛的动态聚焦)。这意味着当双眼正不断地改变辐辏，眼睛调节固定于一个地方。在正常的现实情况下，两个眼睛可以在无意识中同步工作，如果无法同步进行，我们就会遭遇所谓的“视觉辐辏调节冲突”。

　　在更先进的头显中，“变焦”功能可以根据注视点动态地移动焦距(利用眼睛跟踪)。例如，Magic Leap支持两种焦距，并根据需要在彼此之间切换。Oculus的Half Dome原型亦是如此，而且据目前所知，这款设备似乎支持各种连续焦距。但即便如此，这种变焦方法仍然会产生一些固有的问题，因为它们实际上并没有显示光场。

　　简单来说，当今市场上几乎所有的头显都无法完美地再现我们感知现实世界的方式。CREAL的方法旨在帮助我们超这个目标再迈出几步。

　　所以CREAL在参展CES 2019时给与会人士留下了深刻的印象。尽管当时的原型是一个巨大的盒子，但它产生的光场可允许你用一只眼睛聚焦任意深度的对象，无需眼动追踪。这意味着设备能够支持用户自然地实现视觉调节，即眼睛晶状体的聚焦。

　　上面的视频是一个透过CREAL光场显示器看到的画面。

　　2. 为AR/VR小型化技术

　　在本周举行的CES 2020大会中，CREAL展示了他们在过去一年中小型化所述技术并将其整合至AR/VR头显中的努力。

　　尽管最新的原型尚未嵌入至头戴设备中，但团队已经缩小了显示与投影模块(“光学引擎”)，所以可以合理地整合至旧版本的头显中。要将其保持在固定底座，当前的瓶颈是驱动光学引擎所需的电子组件，而后者需要装载在一个大盒子中。

　　小型化这种驱动电子组件是下一步计划。这家公司表示，他们已经大大缩小了电路板，将来可以让位给适合眼镜尺寸型AR头显的ASIC(微芯片)。

　　对于今年展示的原型，CRAL指出他们将光场技术整合至较小的封装中，但演示的视窗，视场，以及分辨率都小于原来较大的封装。

　　团队同时表示，计划通过在外围投射其他非光场图像来扩大紧凑型光学引擎的视场。

　　这与Varjo的“视网膜分辨率”头显概念非常相似：将高分辨率显示器置于视图中心，同时用较低分辨率的图像填充周围区域。但不同的是，Varjo需要额外的显示器，而CREAL则是通过相同的光学引擎来投射较低保真度的外围视图。

　　之所以选择这样的方式而非简单地显示更大的光场，他们希望通过缩小图像的真实光场部分来降低场景的计算复杂性。可以说，这是光场版本的“注视点渲染”。

　　CREAL希望用光场覆盖可以看到高细节和色彩的整个中央凹。然后，最终目标是通过眼动追踪技术来确保视图的中心光场部分在眼睛移动时与其完全对齐。如果正确实现，你将会感觉光场仿佛确实覆盖了整个视场。

　　从理论上讲，这确实有可能做到，但执行起来绝非易事。

　　越发明显的问题是，显示技术最终可以达到什么质量水平。尽管光场本身令人印象深刻，但到目前为止，这个演示尚未呈现出令人满意的颜色表示或特别高的分辨率。CREAL对光场显示器的工作原理含糊其辞，所以外人很难判断根本的限制是什么。

　　3. 先VR后AR

　　这家公司表示，接下来的目标是从当前的静态原型过渡至头戴式原型。未来的目标是将其缩小至眼镜般的AR设备。

　　上图是CREAL认为他们长期能够实现的形状参数。

　　但在所述技术能够整合至AR眼镜之前，考虑道所述领域所面临的诸多挑战(续航，计算和追踪等)，CREAL认为VR头显将成为其光场技术的第一站。

　　CREAL并不希望自行推出头显，而是将自己定位为技术授权合作伙伴。这家公司表示，开发工具包现已提供给特定的合作伙伴，但技术可能尚需数年时间才能走向成熟。