主页 / 资讯 > 前沿 > 正文

光场虚拟现实头盔问世 创造景深具全息效果

2015-08-07 22:59:43   来源:科技生活在线   评论:0   [收藏]   [评论]
导读:小编按:所谓的光场,就是指光在每一个方向通过每一个点的光量。使用光场技术,让这台虚拟现实原型机得以模拟出像人类的眼睛那样,可以基于距离对物体进行聚焦的效果。
\

  虚拟现实俨然已经成为下一个热门的技术潮流了。目前,虽然虚拟现实设备还没有进入大众消费者的视野,但各种虚拟现实设备还是如雨后春笋般涌现出来,虽然他们距离成熟的商业应用都还有不少距离,需要做的工作还有很多。

  最近,来自斯坦福大学和英伟达的研究者们研制出了一台虚拟现实原型机,为虚拟现实技术的发展做出了新的贡献。为什么这么说呢?因为这台原型机使用了光场技术。

  所谓的光场,就是指光在每一个方向通过每一个点的光量。使用光场技术,让这台虚拟现实原型机得以模拟出像人类的眼睛那样,可以基于距离对物体进行聚焦的效果。

  通常,虚拟现实头戴设备都是使用「立体」技术——即把两幅角度略微不同的画面叠加到你的眼前,从而创造出三维立体的幻觉。但是,由于原始画面是平面的,使用中很容易造成用户的眼部疲劳。

  「我们感知现实世界的方式要远比立体成像技术复杂得多,」斯坦福大学电气工程助理教授 Gordon Wetzstein 在一次采访中说道。「我们的眼睛可以在任何距离下聚焦。即使只用一只眼睛,我们也能看到 3D 场景,而这只要通过眼球聚焦就可以做到。」

  斯坦福大学和英伟达联合发明的这台原型机,其原理是在用户的每只眼睛前面产生景深感,然后结合立体技术,将兼具景深和立体的画面呈现到使用者的眼前。原型机使用了 2 片透明的 LCD 屏幕进行堆叠,从而产生光场效应。画面透过堆叠的 LCD 屏幕后,眼睛就能获得景深的感觉了。它就像在你的每只眼睛前面放置了一副全息图像,能让用户观看到具有深度感的虚拟世界。

  这台原型机可以连接到一台配备了英伟达 Maxwell 架构显卡的桌面 PC 上。用来运算头盔所有图像的算法是基于英伟达 CUDA 编程语言的。

  神秘的初创公司 Magic Leap——其主攻方向为增强现实,而不是虚拟现实——声称他们也使用光场技术实现了对逼真数字化场景的重现,但该公司并没有公开关于如何实现的任何细节。

  不过,创造景深不是虚拟现实设备面临的唯一挑战。虚拟现实头戴设备也需要极高的分辨率和尽可能低的延迟。Wetzstein 制造的的这台虚拟现实原型机所使用的部件,大部分都是现成的,还不能够提供非常高的分辨率和极低的延迟。而据报道,在获得 Facebook 数十亿美元投资后,Oculus Rift 头盔的最新版本已经解决了分辨率和延迟方面的问题。

  Wetzstein 从 2010 年就开始了光场显示技术的研究,不过研制这台原型机还是在 1 年前进入斯坦福大学以后。Wetzstein 将会提交一篇论文,并且在下周举办的 2015 年 SIGGRAPH 新兴技术大会(SIGGRAPH 2015 Emerging Technologies conference)上演示这台原型机。研究者们即将拿出的原型机是第三代的版本。「这是我们用目前为止从易趣和 3D 打印商那里能买到的现成的最好的组件制造的。」Wetzstein 说道。(文章来源:forbes,TECH2IPO/创见 周益 编译)

  资讯+

  斯坦福大学的研究者公开了一台原型虚拟现实头显,并称该头显通过一种创新型叠加显示来获得自然光场,从而降低VR晕动症的影响。

  VR显示技术不断迅速地发展,每一代头显都在创造更加沉浸的体验的同时,提供越来越好的图像质量。现在的开发集中在所谓的“ flat plain”3D 显示技术,其特点是低延迟、低模糊、低重影。

  举个例子,短暂性视野——由 OLED支持的显示器产生,第一次在 CES 2014 Oculus的Crystal Cove特色原型机中出现。但这些显示器仍人工生成虚拟世界的立体景观——拥有双眼立体景深,但用户的眼睛无法集中到不同深度的平面。重要的是,平面上的 3D。

  现在,斯坦福大学的一支研究团队称他们已经在开发更自然舒适的 VR显示技术上踏出了第一步。他们开发的系统使用现成的透明LCD板,相互重叠,一前一后,为每只眼睛提供可视光场,并包括了适当的深度内容。当前后显示(是倍增,而非累加)生成的图像传递到用户的眼睛时,不同深度的物体可自然的集中。

  因为用户对图像的解读并非单纯依靠双眼立体图像(即每只眼睛在单独的平面上看到图像),而且眼睛会更加自然地做出反应并停在中心上。因此,上述显示技术更自然地模仿了我们在现实生活中认知世界的方式,从而降低了疲劳感。至少理论是这样的。你可在上方视频中看到——团队使用了一台 5mm孔径相机去模仿集中在不同深度的情形。这样看东西,可好玩了。

  这项研究由 Fu-Chung Huang、Kevin Chen 和Gordon Wetzstein牵头。研究称他们的新型光场立体视镜或许可以让用户享受更长时间的沉浸体验,打开长时间 VR游戏的大门。

  现在不明确的只有一个问题。虽然这项技术在 VR显示器上添加了自然深度的视觉效果,这点非常引人注目,但它却使用了 LCD为基础的技术,而新一代头显都避免使用 LCD,因其高度持续性会导致动态模糊。 OLED的超快像素切换时间可最大程度地减少动作模糊,并可使用低持续性的视野,图像呈现给用户不到一秒钟,从而避免了快速动作下出现的鬼影。长期来看,这项技术能否为消费者 VR产业创造更大的价值上尚不明确。

  该设备现在在 NVIDIA研究室开发中,并将于下周在洛杉矶举行的 SIGGRAPH 2015展会中出现。GPU大佬下一步会做些什么研究呢?让我们拭目以待吧。(Yivian)

分享到:
责任编辑:

网友评论