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扎克伯格最新VR原型机来了,要让人混淆虚拟与现实的那种
人工智能 新闻
视觉图灵测试,让你的眼睛相信看到的虚拟现实是“真实的”。

本文经AI新媒体量子位(公众号ID:QbitAI)授权转载,转载请联系出处。

能让大脑误以为眼前虚拟场景是现实的VR眼镜,长什么样?

扎克伯格在最新的访谈中,给出一款原型机,要让人混淆虚拟和现实的那种:

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而这款原型机背后的技术原型硬件,也全部拿出来了。

解决变焦的Half Dom系列:

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拥有视网膜像素级别的原型头显:Butterscotch:

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还有Starburst,验证HDU对体验差别的原型机:

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据称,集成上面3大法器,就能通过虚拟现实的最终测试:

视觉图灵测试,让你的眼睛相信看到的虚拟现实是“真实的”。

什么样的VR眼镜,能让人混淆虚拟和现实?

扎克伯格能骗过大脑的VR眼镜,长这样:

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看起来跟其他的VR眼镜也没有什么不同,但其实内有乾坤,这款原型机,解决了阻碍VR无限接近真实场景的4大门槛:

首先,是在VR虚拟情境下的人眼变焦问题。

通常来说,人眼会根据标的物的远近,来调整眼球,如果观察对象近,眼睛就可以自然聚焦于此,当这个物体远离你,焦点会自然分离,在这个过程中,眼睛就需要重新调节,形成合适的焦点。

这种过程,就是我们所说的视觉辐辏调节。

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但这种人眼的自动调节能力,在遇到VR虚拟场景时,很可能就崩掉了。

因为虚拟现实的原理,简单来说就是在你的左右眼展示稍有偏差的图像,以制造3D效果。偏差越大,你看到的物体就近,但其实此时眼睛的焦点在一个比较远的距离。

这种“欺骗”眼睛造成的矛盾,长期就造成了视觉辐辏与适应性调节失调

我们戴上VR眼镜后感觉头晕易疲劳,就是视觉辐辏与适应性调节失调搞的鬼。

其次是畸变问题。

所谓的畸变,简单理解就是图像扭曲变形,比如正常图像是怎样横平竖直的方格:

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经过畸变,就出现两种相对的形式。

桶形畸变,像这样:

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枕形畸变,像这样:

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而产生畸变的原因,跟VR眼镜显示系统的原理有关。一般来说,VR眼镜的显示系统,大概是“显示屏-弧形透镜-人眼”的组合,显示屏中的图像经过透镜,成为眼睛看到的样子。

但是图像在经过透镜时因为光线折射,就会发生枕形畸变,如果要解决这个问题,就需要在显示屏上投放正常画面的桶形畸变画面,也就是所谓的反畸变过程。

这里的难点在于,反畸变的程度如何调节?

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再次,是视网膜分辨率的问题。

想要虚拟现实骗过大脑,首先要做的,就是让眼睛看到的画面足够真实清晰。

具体来说,就是呈现给眼睛的画面像素,眼睛成像的像素接近甚至一致。问题在于,这个视网膜分辨率,需要达到什么标准才能以假乱真?

按照业内目前的主流说法,60 PPD(每一度视场角的像素数)是一个基本标准,但这是在一个在严格场景下的门槛,如果是动态画面,30 PPD左右的画面,就可以让人看不到像素颗粒,也就是以假乱真的效果。

最后就是HDR(高动态范围),即人眼在现实中可以体验到的亮度范围,对虚拟现实模拟真实场景至关重要。

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4大门槛在这里,解决的办法,简而言之,就是用技术手段,有针对性的骗过人眼。

扎克伯格和他背后的Meta团队,用了什么“骗术”?

背后有什么技术支撑?

4大核心技术,针对上文提到的4大门槛,都只为一件事:以假乱真。

针对变焦问题,扎克伯格团队拿出此前已经开发出的Half Dom(半圆顶)原型,这款半圆顶技术原型,目前已经推出了第3代。

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从技术原理上来说,Half Dome采用偏振相关透镜,利用其焦距根据偏振态的变化,改变施加到可切换板的电压,就可以实现不同焦距之间的灵活切换。

同时将一系列偏振相关透镜和可切换半波片堆叠在一起,实现现实世界的平滑变焦。

模拟表现,是这样的:

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在解决畸变的问题上,Meta团队专门开发出一个“畸变模拟器”,使用3DTV模拟VR头显,同时在软件中模拟透镜,以便快速迭代畸变校正算法,验证合适的反畸变图像。

为解决视觉分辨率问题,扎克伯格展示了一个最新的头显原型Butterscotch,分辨率数据,可以实现60 PPD,允许20/20视力的视网膜分辨率。

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数据达到了VR设备视网膜像素的行业标准。

据悉,这款头显原型使用了像素极高的显示器,同时在视场上进行改良缩小,最终能使像素集中在一个小范围的区域里。

这个缩小的视场,最终只有目前Meta量产产品Quest 2的一半左右,也就是45度上下的水平。

当然,效果也是显而易见的,Butterscotch与Rift 1、Quest 2的图显,是这样的:

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谁更清晰显而易见了。

最后,就是Starburst,Meta团队验证HDU对VR体验的影响而开发的原型机,这款原型机的亮度,可以实现20000nit(单位面积内可以发出的亮度)。

当然,这款原型机的目的不是在亮度上分高下,而是在如此高的亮度范围内,模拟现实世界的各种光源,比如爆炸、烟花、玻璃反光等等。

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最后一个问题,你大概也发现了,为解决问题开发的这么多原型机和设备,最后怎么集成到一个小型可穿戴的原型机Holocake 2里?

就目前来说,影响VR头显尺寸的因素,主要有2个:光路长度和透镜宽度。

减少光路长度,就是折叠光路

具体来讲,Holocake 2应用了折叠光学元件,通过偏振将光来回反射,从而实现路径光折叠,缩短透镜和显示器之间的距离。

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透镜宽度,交给全息透镜

所谓全息透镜,就是一个全息薄膜,在功能上可以实现与透镜一样的效果,最大的特点,就是够“薄”。

在此基础上,就可以极大的缩减眼睛到显示器的距离,以此达到小型化的目的。

不过这里还要说明一下,这款原型机,距离商业化,还有一段距离。

这个距离有多大?

扎克伯格没有说,但至少在今年实现不了。

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根据官方说法,目前Holocake 2展示的原型技术,都还没有成熟,今年Meta上市的高端头显Cambria,可能会采用折叠光学系统。

但想要完全实现众多技术的一体化,还有很长的路要走。

视频链接:

https://www.youtube.com/watch?v=IMpWH6vDZ8E&t=5s

责任编辑:张燕妮 来源: 量子位
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