Magic Leap數(shù)字光場(chǎng)顯示比肩蟻視復(fù)眼光學(xué)技術(shù)
Magic Leap,一家成立4年的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)公司,信息鮮為外界所知。去年谷歌牽頭對(duì)它進(jìn)行了5.42億美元投資,在上周有消息稱它即將完成新一輪10億美元融資, 使該公司估值一躍達(dá)到45億美元。在本周一,又有消息稱Magic Leap正在與阿里巴巴談判,有望在新一輪融資中獲得阿里巴巴的2億美元,總?cè)谫Y或能突破16億美元。
近日一篇標(biāo)題為“Magic Leap到底是黑科技?還是掛羊頭賣狗肉?”的文章刷爆微信朋友圈,再次把這家AR公司推到了風(fēng)口浪尖,原因還是因?yàn)槠涔嫉募夹g(shù)展示視頻以及撲朔迷離的10億美金融資消息。
不過(guò),一位不愿意透露姓名的AR領(lǐng)域?qū)<抑赋觯琈agicleap視頻,是在假設(shè)眼鏡硬件充分解決了視場(chǎng)角問(wèn)題的情況下,配合上Magicleap本身強(qiáng)大的影視特效制作能力所能達(dá)到的概念效果,實(shí)際效果并沒(méi)有那么神奇。
Magic Leap的圖像顯示技術(shù),官方的說(shuō)法是“數(shù)字光場(chǎng)顯示(Dynamic Digitized Lightfield Signal)技術(shù)”,這到底是一種什么技術(shù),能讓巨頭如此青睞。Magic Leap 說(shuō)他們生產(chǎn)能夠產(chǎn)生 “Cinematic Reality” 效果的軟硬套件,能呈現(xiàn)比 Oculus Rift 更具現(xiàn)實(shí)感的 3D 體驗(yàn),這種體驗(yàn)如同建立在真實(shí)世界之上。
來(lái)自硅谷的凌感科技 CTO費(fèi)越指出,通俗點(diǎn)講,Magic Leap的顯示技術(shù)可以稱為四維光場(chǎng)顯示技術(shù),這次展示的視頻,并非直接映射到視網(wǎng)膜,也就是“無(wú)介質(zhì)”的狀態(tài),應(yīng)該是拍攝的“設(shè)備里面一塊玻璃/或者屏 幕向外看的場(chǎng)景”,猜測(cè)起來(lái)設(shè)備體型不小,沒(méi)有到量產(chǎn)的程度。
與傳統(tǒng)的二維顯示相比,四維光場(chǎng)顯示***的特點(diǎn)在于可以呈現(xiàn)不同深度的圖像,用戶觀察近景或遠(yuǎn)景時(shí),都可以看到真實(shí)的聚焦和失焦效果,目前可以通過(guò)光場(chǎng)相機(jī)拍攝,或者用電腦渲染生成,但渲染的數(shù)據(jù)計(jì)算量,則是二維場(chǎng)景的百倍甚至千倍。
國(guó)內(nèi)相同領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)業(yè)者——蟻視CEO覃政指出,Magicleap宣稱的數(shù)字光場(chǎng)顯示技術(shù)其實(shí)就是蟻視的復(fù)眼光學(xué)技術(shù),所謂光場(chǎng)顯示,就一定要顯示 出光學(xué)場(chǎng)景的全部方向的光線,包括各個(gè)距離發(fā)出的光線,因而又被稱為全息顯示。光場(chǎng)顯示***的特點(diǎn),就是可以顯示不同深度的圖像,因而顯示出來(lái)的場(chǎng)景,是 天然帶有景深的,有近景,也有遠(yuǎn)景,同時(shí)當(dāng)你去觀察近景或遠(yuǎn)景時(shí),都可以看到真實(shí)的聚焦和失焦效果。完全跟真實(shí)的場(chǎng)景一樣,區(qū)分不出來(lái)。蟻視在2014年 底的發(fā)布會(huì)上,已經(jīng)展示了這種技術(shù)的效果。不過(guò),覃政同時(shí)也表示,以目前的技術(shù)水平,產(chǎn)品何時(shí)大規(guī)模量產(chǎn)可能還需等待很久,Magicleap展示的視頻 跟其一直宣稱的數(shù)字光場(chǎng)顯示技術(shù)應(yīng)該達(dá)到的效果相差甚遠(yuǎn)。
蟻視的光場(chǎng)顯示技術(shù)同時(shí)呈現(xiàn)近景和遠(yuǎn)景
覃政指出,反觀傳統(tǒng)的顯示技術(shù),包括谷歌眼鏡、Oculus,都只能顯示出一個(gè)固定的顯示平面,因而焦點(diǎn)是固定的,這種顯示方案,從根本上不太適合用戶長(zhǎng)時(shí)間觀看,就像3D電影一樣,是不適合長(zhǎng)時(shí)間觀看的,因?yàn)樗鼜膶?duì)焦這一人眼的自然反射角度來(lái)說(shuō),是一種反人類的技術(shù)。因此MagicLeap近一年來(lái),一直在不遺余力地抹黑Oculus,說(shuō)他們這種顯示方案是不OK的。
而光場(chǎng)顯示技術(shù),通俗一點(diǎn)說(shuō),就是它能同時(shí)呈現(xiàn)多個(gè)顯示平面,如下面這張圖,可以在人眼前方,同時(shí)顯示從近到遠(yuǎn)依次疊加的5個(gè)平面,而目前蟻視的光場(chǎng)顯 示技術(shù),已經(jīng)能同時(shí)顯示10個(gè)平面。因而能夠顯示出具有連續(xù)體積感的實(shí)體,在空氣中真正產(chǎn)生全息的效果。今后,在評(píng)價(jià)頭戴顯示器的參數(shù)時(shí),除了分辨率 Resolution和視角FOV,還有一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù),就是他的顯示層數(shù),即Depth。
MagicLeap的顯示光機(jī),據(jù)稱是采用類似外科手術(shù)腹腔鏡類似的機(jī)械結(jié)構(gòu),進(jìn)行各個(gè)方向的光束投射。可以理解為,一個(gè)人舉著一個(gè)手電筒,朝著天花板 快速地?fù)]舞手臂,如果他揮舞地足夠快,就可以把天花板均勻地照亮了。這個(gè)人和手,就是這個(gè)微型投影裝置的核心部件,而天花板,其實(shí)就是人眼的視網(wǎng)膜。這個(gè) 就是一直傳得神乎其神的視網(wǎng)膜投射技術(shù)。
MagicLeap利用一個(gè)投射單元,事實(shí)上只能實(shí)現(xiàn)普通的頭戴式顯示,而如果他想實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)顯 示,其實(shí)是需要第二個(gè)技術(shù)要點(diǎn),就是陣列式投影技術(shù)。這個(gè)技術(shù)方向要求很多個(gè)相同的投射裝置,密集的排列,來(lái)模擬各個(gè)方向發(fā)出的光線,從而在人眼的視網(wǎng)膜 周圍(注意,不只是在視網(wǎng)膜上)形成一個(gè)光場(chǎng)投射區(qū)域,來(lái)模擬不同景深的視覺(jué)效果,這個(gè)才是光場(chǎng)顯示的真正奧義。蟻視的復(fù)眼光學(xué),就是模擬昆蟲(chóng)復(fù)眼,直接 進(jìn)行陣列式光場(chǎng)投射,其實(shí)在原理上是一樣的。
這個(gè)技術(shù)方向,蟻視早在2012年3月就已經(jīng)申請(qǐng)了國(guó)際專利,而MagicLeap的專利也都主要集中在2013年,所以這是一個(gè)非常新的領(lǐng)域。
覃政表示,目前已經(jīng)公布出來(lái)的R,主要有這些,VR、AR、MR、CR、HR。
VR,顧名思義,就是虛擬現(xiàn)實(shí),全沉浸式體驗(yàn),***個(gè)階段。
AR,就是除了能看到虛擬的物體,還能看見(jiàn)現(xiàn)實(shí)的物體。相當(dāng)于在現(xiàn)實(shí)世界出現(xiàn)了一些增強(qiáng)的信息。
MR,是微軟為Hololens提出的概念,意為混合現(xiàn)實(shí)。他的意思是,除了能看到現(xiàn)實(shí)世界,而且虛擬物體是混合在現(xiàn)實(shí)空間中的,跟現(xiàn)實(shí)世界綁定的,比如桌子上有個(gè)蘋(píng)果,當(dāng)你靠近桌子,蘋(píng)果也離你更近。這種效果除了光學(xué)顯示,還需要精確和實(shí)時(shí)的空間位置追蹤功能,包括顯示世界三維結(jié)構(gòu)的重建能力,微軟利用自己強(qiáng)大的全息處理器,解決了這個(gè)問(wèn)題。
CR是MagicLeap提出的一個(gè)概念,C代表著電影,這意思是說(shuō),像電影特效一般真實(shí)的顯示效果。其實(shí)這個(gè)概念很模糊,但既然說(shuō)到電影特效,那么就必須是看不出假來(lái)的,不能隨便一個(gè)五毛特效,也說(shuō)是CR。因此,顯示出來(lái)的虛擬圖像,必須完全嚴(yán)絲合縫地跟現(xiàn)實(shí)縫合,而且顏色和亮度都要非常自然。
HR是蟻視提出的,全息現(xiàn)實(shí),這個(gè)概念其實(shí)和上面的CR基本一致,只是換了個(gè)名字,都是說(shuō)的基于光場(chǎng)顯示的頭戴式技術(shù)。其實(shí)蟻視蠻朝前的,在微軟之前提 出了HR,本來(lái)HR這個(gè)詞天然就應(yīng)該配合Hololens出來(lái)的。結(jié)果被蟻視搶了先,微軟只能生掰硬造了一個(gè)MR出來(lái)。蟻視把HR定義為采用光場(chǎng)采集和顯 示技術(shù)做成的一體化頭戴式方案。
蟻視的HR眼鏡,有一個(gè)明確的要點(diǎn),就是圖像的顯示效果一定要真實(shí)逼真。透過(guò)眼鏡看到的虛擬場(chǎng)景,和真實(shí)場(chǎng)景,都是由計(jì)算機(jī)處理過(guò)的,因此看起來(lái)效果是 一樣的。而真實(shí)光線被采集到之后,可能被替換為一束虛擬光線,因此,進(jìn)行虛擬和顯示的縫合時(shí),是非常逼真的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或透過(guò)式顯示技術(shù), 顯示出來(lái)的虛擬圖像,一般都是半透明地浮在空中的,而且亮度極高,這樣的話讓人發(fā)現(xiàn)不了他其實(shí)是半透明的;而HR顯示技術(shù),就有可能顯示出亮度跟自然物體 一樣的虛擬物體,因而真正能做到分不清真實(shí)和虛擬。
MagicLeap展示的視頻跟其一直宣稱的CR技術(shù)應(yīng)該達(dá)到的效果相差甚遠(yuǎn),覃政如是分析,首先,顯示的圖像亮度太高不自然,有理由懷疑,如果亮度降下來(lái),就會(huì)呈現(xiàn)出半透明的顯示效果,這就是明顯的AR方案,而不是什么CR光場(chǎng)顯示方案。
其次,顯示的畫(huà)面并沒(méi)有景深變化,雖然視頻拍攝過(guò)程中出現(xiàn)了幾次攝像機(jī)的對(duì)焦,但焦點(diǎn)變化時(shí),虛擬圖像的失焦效果是一致的,并沒(méi)有呈現(xiàn)出光場(chǎng)顯示應(yīng)有的前后景焦點(diǎn)分離的效果。
再次,畫(huà)面中虛擬物體的抖動(dòng)很厲害,并不穩(wěn)定,因此也很容易讓人分辨出虛擬物體的虛假。
綜上所述,他們這次拿出的方案,只能算是AR,充其量算是MR,完全達(dá)不到CR或者HR的高度。
以目前的產(chǎn)業(yè)水平,此類產(chǎn)品很難量產(chǎn),這也是我們蟻視的困擾,雖然有著遠(yuǎn)期的超黑科技,但是也不確定何時(shí)能夠大規(guī)模量產(chǎn),不如還是先做做眼下的產(chǎn)品。于是蟻視推出了VR系列,未來(lái)可能還有AR系列,真正什么時(shí)候到HR系列,那還要等整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。