VR 顯示技術(shù)將是未來(lái)智能社會(huì)中技術(shù)巨頭重要的研發(fā)能力指標(biāo)。微軟的 Hololens 將在 2017 年登陸中國(guó)市場(chǎng)。谷歌也在 I/O 大會(huì)上宣布，谷歌新推獨(dú)立 VR 硬件（不需要手機(jī)），與聯(lián)想和 HTC 合作。Facebook 的 Oculus Research 自然不甘落后，他們將在 7 月 30 日至 8 月 3 日在洛杉磯舉行的年度 SIGGRAPH 大會(huì)上發(fā)表一份關(guān)于焦點(diǎn)平面顯示的論文。這一突破性的工作表明了在 VR 中提高圖像清晰度和深度焦點(diǎn)的潛力，以獲得更好、更自然的視覺體驗(yàn)。在 Facebook Research 的官方頁(yè)面上，Oculus 團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一篇長(zhǎng)文，對(duì) Oculus 的研發(fā)情況及背后的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
微軟的 Hololens 將在 2017 年登陸中國(guó)市場(chǎng)。谷歌也在 I/O 大會(huì)上宣布，谷歌新推獨(dú)立 VR 硬件（不需要手機(jī)），與聯(lián)想和 HTC 合作。三者之間的競(jìng)爭(zhēng)正在加劇。
Facebook 的 Oculus Research 將在7月30日至8月3日在洛杉磯舉行的年度 SIGGRAPH 大會(huì)上發(fā)表一份關(guān)于焦點(diǎn)平面顯示的論文。這一突破性的工作表明了在 VR 中提高圖像清晰度和深度焦點(diǎn)的潛力，以獲得更好，更自然的視覺體驗(yàn)。
焦點(diǎn)平面顯示模擬人眼自然地聚焦不同深度的對(duì)象的方式。而不是試圖添加越來(lái)越多的聚焦領(lǐng)域以達(dá)到相同程度的深度，這種新方法使用空間光調(diào)制器（SLM）改變了光線進(jìn)入顯示器的方式，降低了頭盔圍繞 3D 物體的焦點(diǎn)，將空間表征同步的深度增加，并將數(shù)量最大化。
在 Facebook Research 的官方頁(yè)面上，Oculus 團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一篇長(zhǎng)文，對(duì) Oculus 的研發(fā)情況及背后的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
焦點(diǎn)平面顯示技術(shù)即將在 2017 SIGGRAPH 大會(huì)上展示
我的大半輩子都在昏暗的房間里，盯著個(gè)小顯示器看——我期待顯示器能進(jìn)入到我的眼鏡里，或是整合到真實(shí)世界中。
——Douglas Lanman，Oculus Research 科學(xué)家
上周我們分享了 Oculus Research 最新的技術(shù)，焦點(diǎn)平面顯示，該技術(shù)即將在 2017 SIGGRAPH 大會(huì)上展示。今天我們來(lái)探訪幕后團(tuán)隊(duì)。
當(dāng) Nathan Matsuda 最初加入包括 Alexander Fix 及 Douglas Lanman 在內(nèi)的 Oculus Research 科學(xué)家團(tuán)隊(duì)時(shí)，沒(méi)人預(yù)想到他們即將開展的項(xiàng)目將耗時(shí)兩天之久。對(duì)于計(jì)算成像領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物 Lanman 而言，這也是他研究生涯中投入時(shí)間最長(zhǎng)的項(xiàng)目之一，當(dāng)然他對(duì)此也并不意外。
“做研究有點(diǎn)兒類似讀懸疑小說(shuō)，需要不斷猜想這項(xiàng)或那項(xiàng)技術(shù)被整合應(yīng)用于原型時(shí)會(huì)產(chǎn)生的結(jié)果”，Lanman 解釋道：“在產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界從事研究這么多年，我已經(jīng)習(xí)慣了一個(gè)項(xiàng)目最終取得成果之前的漫長(zhǎng)等待。在這個(gè)項(xiàng)目中，我們最初采用了一種應(yīng)用純位相空間光調(diào)制器的不同方法。我們因此獲取了很多有意思的結(jié)果，但最終確定該系統(tǒng)現(xiàn)在采用的形式花費(fèi)了不少時(shí)間。“
Oculus Research 科學(xué)家 Douglas Lanman 及 Alexander Fix 與他們的焦點(diǎn)平面顯示原型機(jī)。該團(tuán)隊(duì)利用常規(guī)易得的實(shí)驗(yàn)零件實(shí)現(xiàn)了這一應(yīng)用于 VR 及 AR 頭戴設(shè)備的全新設(shè)計(jì)。
“2015年開始在 Oculus Research 實(shí)習(xí)時(shí)，我和 Doug 探討了一系列我們可以做的項(xiàng)目“，最初作為西北大學(xué) McCormick 工程學(xué)院研究生加入 Oculus Research 的 Matsuda 補(bǔ)充道, “其中，探索自由曲面透鏡的生成和模擬這一課題吸引了我，因?yàn)槲铱梢岳^續(xù)使用我過(guò)去熟悉及擅長(zhǎng)的渲染及模擬技術(shù)”。
Nathan Matsuda 在其芝加哥的實(shí)驗(yàn)室中
項(xiàng)目開始之初，Matsuda、Fix 及 Lanman 把已有的工作內(nèi)容復(fù)制進(jìn)基于目標(biāo)的焦散，“一種聰明的小透鏡，通過(guò)光線折射產(chǎn)生的明暗形成圖像”，F(xiàn)ix 解釋道：“Nathan 與我們制造車間的同事一起做出了一個(gè)表面看起來(lái)沒(méi)什么異常的亞克力塊，但是當(dāng)你拿起它對(duì)著太陽(yáng)時(shí)，上面顯示出一個(gè) Oculus 的logo”。
“這本身是小把戲，”Fix 補(bǔ)充道，“但深入思考問(wèn)題本身，我們意識(shí)到類似的數(shù)學(xué)方法可以被應(yīng)用于聚焦顯示中遠(yuǎn)端的圖像，同時(shí)保持近端圖像焦點(diǎn)清晰。”
Matsuda 談到，盡管身為一個(gè)研究生，他被給予了自由探索不同可能路徑的權(quán)限，包括一些當(dāng)時(shí)看來(lái)走不通的路徑。“模擬初期，我對(duì)這一方法能夠奏效有種強(qiáng)烈的預(yù)感“，他說(shuō)到，”得益于團(tuán)隊(duì)的支持及專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，我堅(jiān)持到它最終取得成功“。
焦點(diǎn)平面顯示能夠銳化 VR 中的圖像，并提高焦深
今天我們已經(jīng)建立起了焦點(diǎn)平面顯示的能力來(lái)銳化 VR 中的圖像，并提高焦深以獲得更好、更自然的觀看體驗(yàn)，同時(shí)為未來(lái)的研究開拓了各種各樣的方向。在實(shí)踐層面上，一些有趣的后續(xù)步驟包括改進(jìn)底層硬件、算法和外形，以及支持標(biāo)準(zhǔn)游戲引擎。潛在的AR 應(yīng)用也很有前景。
“我認(rèn)為任何‘一部分不錯(cuò)’的研究論文本質(zhì)上都是不完整的。”Fix 說(shuō)“好的研究似乎總是在提出更多的問(wèn)題，而不是答案，這次也一樣。我們?yōu)殚_發(fā)新的顯示方法奠定了良好的基礎(chǔ)，但在實(shí)際應(yīng)用之前還有更多的問(wèn)題需要回答。我喜歡分享我的工作，讓別人參與其中。”
在 Oliver Cossairt 教授的指導(dǎo)下，通過(guò)他在大學(xué)里參與的文化遺產(chǎn)影像項(xiàng)目，Matsuda 也確定了VR 以外的應(yīng)用潛力。“有許多具有重大文化價(jià)值或歷史價(jià)值的物體，由玻璃和其他折射材料制成，難以利用現(xiàn)有的3D 掃描技術(shù)進(jìn)行特征捕獲，”Matsuda 解釋說(shuō)。焦點(diǎn)平面顯示不僅展露出了VR 的未來(lái)，而且還為我們提供了一種獨(dú)特的方式來(lái)保留過(guò)去。
同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)探索新的計(jì)算機(jī)成像和顯示方式，打造越來(lái)越引人入勝、方便、舒適的 VR 和 AR 系統(tǒng)。
“我個(gè)人的座右銘是，如果我的研究比不上 Sid Meier 的游戲《半人馬座阿爾法星》里面的絕密項(xiàng)目，在1998 年沒(méi)被當(dāng)成是魔術(shù)+科幻的未來(lái)技術(shù)——那我努力得就還不夠。” Fix 說(shuō)。“Oculus Research 的任務(wù)是創(chuàng)造一種在五年前似乎是神奇或不可能的東西——我們的人手和資源都?jí)蛭覀兎攀忠徊?rdquo;
對(duì)于 Lanman 來(lái)說(shuō)，與首席科學(xué)家 Michael Abrash 的談話，使他相信Oculus Research 有足夠的資源和愿景，使下一代的VR 和AR 成為現(xiàn)實(shí)，一種類似于對(duì)賭博和科幻的熱愛，驅(qū)動(dòng)著他的職業(yè)生涯。
“我是玩電子游戲長(zhǎng)大的一代，然后我來(lái)到了 Oculus，一心想要建立下一個(gè)講故事的重量級(jí)平臺(tái)。”他說(shuō)，“在接下來(lái)的十年中，我預(yù)計(jì)VR，MR 和 AR 之間的分界線會(huì)越來(lái)越模糊——但愿能完全消失。到那時(shí)，同一副眼鏡將無(wú)縫地伴隨你，從白天協(xié)助你進(jìn)行辦公室工作到晚上用虛幻的世界將你包圍。我的大半輩子都在昏暗的房間里，盯著小型顯示器看——我期待顯示器能進(jìn)入到我的眼鏡里，或是整合到真實(shí)世界中。我可以在移動(dòng)中就把一些事情搞定。”
這未來(lái)聽上去不賴。
— The Oculus Team
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