2016-02-19 09:14:00 来源:钛媒体
从另一个角度讲,在自然世界里,当人眼聚焦并会聚到一个物体时,别的距离的物体应该都是模糊的(下图C)。而在Stereoscopic 3D里,不管人眼聚焦到哪儿,别的距离的物体成像都是清楚的(下图D)。
这些都不符合自然界人眼的规律,因此大脑会产生混乱,长时间就会引起恶心晕眩等症状[4]。所以Stereoscopic其实是用了一个小伎俩让人能看到3D效果,但它并不是真3D。
光场(light field)是真3D
光场显示跟Stereoscopic 3D比的一个很大不同就是它有本事能让人眼聚焦到不同的距离,从而和会聚的距离保持一致。这是最符合人眼观察自然世界规律的做法,因此被称为true-3D。
可以想象要实现这样的光场显示,并不是那么简单。现在主要是两种方法:空间复用(space multiplexing)和时间复用(time multiplexing)。“空间复用”简单说就是把一个像素当几块用来实现不同的聚焦距离。Nvidia在SIGGRAPH上展示的那个原型就属于这种。这个方法最大的问题就是分辨率大打折扣。我曾经试戴过,基本就是雾里看花。
“时间复用”呢,就是用高速原件来快速产生不同的聚焦距离,让人眼以为它们是同时产生的。这样的好处就是分辨率不损失。大家知道人眼的速度感知是有限的,很多显示器都是60Hz的,因为人眼能分辨的极限值一般就是60Hz(在某些高速内容比如游戏里可能达到90-120Hz)。这意味着什么呢,如果利用高速显示360Hz,就可以实现6个不同的聚焦距离。而有研究表明用6个聚焦距离加上一种线性混合(linear blending)的渲染算法就基本能实现从约30厘米到无穷远让人眼自然对焦[5]。
Magic Leap的技术是哪种呢?它最近demo用的哪种技术没有公开,但很有可能还是基于Brian的高速激光光纤扫描(scanning fiber)技术,也是一种时间复用的办法。Brian当年先试过只用一根光纤扫描不同聚焦距离,这样做明显对速度要求太高,后来用一个光纤束(fiber bundle/array),比如16根,每个光纤有一点位置差,然后同时扫描得到不同聚焦距离。
这样的光场受现实系统的局限肯定不可能是连续的,都是被采样的(downsampled)。但是,即使是这样的光场投射到眼睛里也在理论上是跟真实世界物体光线进入眼睛是一个道理,因此可以实现true-3D。回到最初的问题,这也是为什么Magic Leap的技术重要的原因。现在你也理解了为什么Rony说“HoloLens会让人恶心”了吧?
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