内藏4大黑科技

万博 发自 凹非寺

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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：

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：

拥有视网膜像素级别的原型头显：Butterscotch：

还有Starburst，验证HDR对体验差别的原型机：

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：

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。

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：

经过畸变，就出现两种相对的形式。

桶形畸变，像这样：

枕形畸变，像这样：

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？

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。

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。

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：

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。

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：

谁更清晰显而易见了。

最后，就是Starburst，Meta团队验证HDR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。

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。

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。

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