Magic Leap數字光場顯示比肩蟻視復眼光學技術
Magic Leap,一家成立4年的增強現實公司,信息鮮為外界所知。去年谷歌牽頭對它進行了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,總融資或能突破16億美元。
近日一篇標題為“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公司推到了風口浪尖,原因還是因為其公布的技術展示視頻以及撲朔迷離的10億美金融資消息。
不過,一位不愿意透露姓名的AR領域專家指出,Magicleap視頻,是在假設眼鏡硬件充分解決了視場角問題的情況下,配合上Magicleap本身強大的影視特效制作能力所能達到的概念效果,實際效果并沒有那么神奇。
Magic Leap的圖像顯示技術,官方的說法是“數字光場顯示(Dynamic Digitized Lightfield Signal)技術”,這到底是一種什么技術,能讓巨頭如此青睞。Magic Leap 說他們生產能夠產生 “Cinematic Reality” 效果的軟硬套件,能呈現比 Oculus Rift 更具現實感的 3D 體驗,這種體驗如同建立在真實世界之上。
來自硅谷的凌感科技 CTO費越指出,通俗點講,Magic Leap的顯示技術可以稱為四維光場顯示技術,這次展示的視頻,并非直接映射到視網膜,也就是“無介質”的狀態,應該是拍攝的“設備里面一塊玻璃/或者屏 幕向外看的場景”,猜測起來設備體型不小,沒有到量產的程度。
與傳統的二維顯示相比,四維光場顯示***的特點在于可以呈現不同深度的圖像,用戶觀察近景或遠景時,都可以看到真實的聚焦和失焦效果,目前可以通過光場相機拍攝,或者用電腦渲染生成,但渲染的數據計算量,則是二維場景的百倍甚至千倍。
國內相同領域的技術創業者——蟻視CEO覃政指出,Magicleap宣稱的數字光場顯示技術其實就是蟻視的復眼光學技術,所謂光場顯示,就一定要顯示 出光學場景的全部方向的光線,包括各個距離發出的光線,因而又被稱為全息顯示。光場顯示***的特點,就是可以顯示不同深度的圖像,因而顯示出來的場景,是 天然帶有景深的,有近景,也有遠景,同時當你去觀察近景或遠景時,都可以看到真實的聚焦和失焦效果。完全跟真實的場景一樣,區分不出來。蟻視在2014年 底的發布會上,已經展示了這種技術的效果。不過,覃政同時也表示,以目前的技術水平,產品何時大規模量產可能還需等待很久,Magicleap展示的視頻 跟其一直宣稱的數字光場顯示技術應該達到的效果相差甚遠。
蟻視的光場顯示技術同時呈現近景和遠景
覃政指出,反觀傳統的顯示技術,包括谷歌眼鏡、Oculus,都只能顯示出一個固定的顯示平面,因而焦點是固定的,這種顯示方案,從根本上不太適合用戶長時間觀看,就像3D電影一樣,是不適合長時間觀看的,因為它從對焦這一人眼的自然反射角度來說,是一種反人類的技術。因此MagicLeap近一年來,一直在不遺余力地抹黑Oculus,說他們這種顯示方案是不OK的。
而光場顯示技術,通俗一點說,就是它能同時呈現多個顯示平面,如下面這張圖,可以在人眼前方,同時顯示從近到遠依次疊加的5個平面,而目前蟻視的光場顯 示技術,已經能同時顯示10個平面。因而能夠顯示出具有連續體積感的實體,在空氣中真正產生全息的效果。今后,在評價頭戴顯示器的參數時,除了分辨率 Resolution和視角FOV,還有一個關鍵的參數,就是他的顯示層數,即Depth。
MagicLeap的顯示光機,據稱是采用類似外科手術腹腔鏡類似的機械結構,進行各個方向的光束投射。可以理解為,一個人舉著一個手電筒,朝著天花板 快速地揮舞手臂,如果他揮舞地足夠快,就可以把天花板均勻地照亮了。這個人和手,就是這個微型投影裝置的核心部件,而天花板,其實就是人眼的視網膜。這個 就是一直傳得神乎其神的視網膜投射技術。
MagicLeap利用一個投射單元,事實上只能實現普通的頭戴式顯示,而如果他想實現光場顯 示,其實是需要第二個技術要點,就是陣列式投影技術。這個技術方向要求很多個相同的投射裝置,密集的排列,來模擬各個方向發出的光線,從而在人眼的視網膜 周圍(注意,不只是在視網膜上)形成一個光場投射區域,來模擬不同景深的視覺效果,這個才是光場顯示的真正奧義。蟻視的復眼光學,就是模擬昆蟲復眼,直接 進行陣列式光場投射,其實在原理上是一樣的。
這個技術方向,蟻視早在2012年3月就已經申請了國際專利,而MagicLeap的專利也都主要集中在2013年,所以這是一個非常新的領域。
覃政表示,目前已經公布出來的R,主要有這些,VR、AR、MR、CR、HR。
VR,顧名思義,就是虛擬現實,全沉浸式體驗,***個階段。
AR,就是除了能看到虛擬的物體,還能看見現實的物體。相當于在現實世界出現了一些增強的信息。
MR,是微軟為Hololens提出的概念,意為混合現實。他的意思是,除了能看到現實世界,而且虛擬物體是混合在現實空間中的,跟現實世界綁定的,比如桌子上有個蘋果,當你靠近桌子,蘋果也離你更近。這種效果除了光學顯示,還需要精確和實時的空間位置追蹤功能,包括顯示世界三維結構的重建能力,微軟利用自己強大的全息處理器,解決了這個問題。
CR是MagicLeap提出的一個概念,C代表著電影,這意思是說,像電影特效一般真實的顯示效果。其實這個概念很模糊,但既然說到電影特效,那么就必須是看不出假來的,不能隨便一個五毛特效,也說是CR。因此,顯示出來的虛擬圖像,必須完全嚴絲合縫地跟現實縫合,而且顏色和亮度都要非常自然。
HR是蟻視提出的,全息現實,這個概念其實和上面的CR基本一致,只是換了個名字,都是說的基于光場顯示的頭戴式技術。其實蟻視蠻朝前的,在微軟之前提 出了HR,本來HR這個詞天然就應該配合Hololens出來的。結果被蟻視搶了先,微軟只能生掰硬造了一個MR出來。蟻視把HR定義為采用光場采集和顯 示技術做成的一體化頭戴式方案。
蟻視的HR眼鏡,有一個明確的要點,就是圖像的顯示效果一定要真實逼真。透過眼鏡看到的虛擬場景,和真實場景,都是由計算機處理過的,因此看起來效果是 一樣的。而真實光線被采集到之后,可能被替換為一束虛擬光線,因此,進行虛擬和顯示的縫合時,是非常逼真的。簡單來說,傳統的增強現實或透過式顯示技術, 顯示出來的虛擬圖像,一般都是半透明地浮在空中的,而且亮度極高,這樣的話讓人發現不了他其實是半透明的;而HR顯示技術,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和虛擬。
MagicLeap展示的視頻跟其一直宣稱的CR技術應該達到的效果相差甚遠,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,就會呈現出半透明的顯示效果,這就是明顯的AR方案,而不是什么CR光場顯示方案。
其次,顯示的畫面并沒有景深變化,雖然視頻拍攝過程中出現了幾次攝像機的對焦,但焦點變化時,虛擬圖像的失焦效果是一致的,并沒有呈現出光場顯示應有的前后景焦點分離的效果。
再次,畫面中虛擬物體的抖動很厲害,并不穩定,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,完全達不到CR或者HR的高度。
以目前的產業水平,此類產品很難量產,這也是我們蟻視的困擾,雖然有著遠期的超黑科技,但是也不確定何時能夠大規模量產,不如還是先做做眼下的產品。于是蟻視推出了VR系列,未來可能還有AR系列,真正什么時候到HR系列,那還要等整個產業的發展。