VR 顯示技術(shù)將是未來智能社會中技術(shù)巨頭重要的研發(fā)能力指標(biāo)。微軟的 Hololens 將在 2017 年登陸中國市場。谷歌也在 I/O 大會上宣布，谷歌新推獨立 VR 硬件（不需要手機），與聯(lián)想和 HTC 合作。Facebook 的 Oculus Research 自然不甘落后，他們將在 7 月 30 日至 8 月 3 日在洛杉磯舉行的年度 SIGGRAPH 大會上發(fā)表一份關(guān)于焦點平面顯示的論文。這一突破性的工作表明了在 VR 中提高圖像清晰度和深度焦點的潛力，以獲得更好、更自然的視覺體驗。在 Facebook Research 的官方頁面上，Oculus 團隊發(fā)表了一篇長文，對 Oculus 的研發(fā)情況及背后的團隊進行了詳細介紹。
微軟的 Hololens 將在 2017 年登陸中國市場。谷歌也在 I/O 大會上宣布，谷歌新推獨立 VR 硬件（不需要手機），與聯(lián)想和 HTC 合作。三者之間的競爭正在加劇。
Facebook 的 Oculus Research 將在7月30日至8月3日在洛杉磯舉行的年度 SIGGRAPH 大會上發(fā)表一份關(guān)于焦點平面顯示的論文。這一突破性的工作表明了在 VR 中提高圖像清晰度和深度焦點的潛力，以獲得更好，更自然的視覺體驗。
焦點平面顯示模擬人眼自然地聚焦不同深度的對象的方式。而不是試圖添加越來越多的聚焦領(lǐng)域以達到相同程度的深度，這種新方法使用空間光調(diào)制器（SLM）改變了光線進入顯示器的方式，降低了頭盔圍繞 3D 物體的焦點，將空間表征同步的深度增加，并將數(shù)量最大化。
在 Facebook Research 的官方頁面上，Oculus 團隊發(fā)表了一篇長文，對 Oculus 的研發(fā)情況及背后的團隊進行了詳細介紹。
焦點平面顯示技術(shù)即將在 2017 SIGGRAPH 大會上展示
我的大半輩子都在昏暗的房間里，盯著個小顯示器看——我期待顯示器能進入到我的眼鏡里，或是整合到真實世界中。
——Douglas Lanman，Oculus Research 科學(xué)家
上周我們分享了 Oculus Research 最新的技術(shù)，焦點平面顯示，該技術(shù)即將在 2017 SIGGRAPH 大會上展示。今天我們來探訪幕后團隊。
當(dāng) Nathan Matsuda 最初加入包括 Alexander Fix 及 Douglas Lanman 在內(nèi)的 Oculus Research 科學(xué)家團隊時，沒人預(yù)想到他們即將開展的項目將耗時兩天之久。對于計算成像領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物 Lanman 而言，這也是他研究生涯中投入時間最長的項目之一，當(dāng)然他對此也并不意外。
“做研究有點兒類似讀懸疑小說，需要不斷猜想這項或那項技術(shù)被整合應(yīng)用于原型時會產(chǎn)生的結(jié)果”，Lanman 解釋道：“在產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界從事研究這么多年，我已經(jīng)習(xí)慣了一個項目最終取得成果之前的漫長等待。在這個項目中，我們最初采用了一種應(yīng)用純位相空間光調(diào)制器的不同方法。我們因此獲取了很多有意思的結(jié)果，但最終確定該系統(tǒng)現(xiàn)在采用的形式花費了不少時間。“
Oculus Research 科學(xué)家 Douglas Lanman 及 Alexander Fix 與他們的焦點平面顯示原型機。該團隊利用常規(guī)易得的實驗零件實現(xiàn)了這一應(yīng)用于 VR 及 AR 頭戴設(shè)備的全新設(shè)計。
“2015年開始在 Oculus Research 實習(xí)時，我和 Doug 探討了一系列我們可以做的項目“，最初作為西北大學(xué) McCormick 工程學(xué)院研究生加入 Oculus Research 的 Matsuda 補充道, “其中，探索自由曲面透鏡的生成和模擬這一課題吸引了我，因為我可以繼續(xù)使用我過去熟悉及擅長的渲染及模擬技術(shù)”。
Nathan Matsuda 在其芝加哥的實驗室中
項目開始之初，Matsuda、Fix 及 Lanman 把已有的工作內(nèi)容復(fù)制進基于目標(biāo)的焦散，“一種聰明的小透鏡，通過光線折射產(chǎn)生的明暗形成圖像”，F(xiàn)ix 解釋道：“Nathan 與我們制造車間的同事一起做出了一個表面看起來沒什么異常的亞克力塊，但是當(dāng)你拿起它對著太陽時，上面顯示出一個 Oculus 的logo”。
“這本身是小把戲，”Fix 補充道，“但深入思考問題本身，我們意識到類似的數(shù)學(xué)方法可以被應(yīng)用于聚焦顯示中遠端的圖像，同時保持近端圖像焦點清晰。”
Matsuda 談到，盡管身為一個研究生，他被給予了自由探索不同可能路徑的權(quán)限，包括一些當(dāng)時看來走不通的路徑。“模擬初期，我對這一方法能夠奏效有種強烈的預(yù)感“，他說到，”得益于團隊的支持及專業(yè)經(jīng)驗，我堅持到它最終取得成功“。
焦點平面顯示能夠銳化 VR 中的圖像，并提高焦深
今天我們已經(jīng)建立起了焦點平面顯示的能力來銳化 VR 中的圖像，并提高焦深以獲得更好、更自然的觀看體驗，同時為未來的研究開拓了各種各樣的方向。在實踐層面上，一些有趣的后續(xù)步驟包括改進底層硬件、算法和外形，以及支持標(biāo)準(zhǔn)游戲引擎。潛在的AR 應(yīng)用也很有前景。
“我認為任何‘一部分不錯’的研究論文本質(zhì)上都是不完整的。”Fix 說“好的研究似乎總是在提出更多的問題，而不是答案，這次也一樣。我們?yōu)殚_發(fā)新的顯示方法奠定了良好的基礎(chǔ)，但在實際應(yīng)用之前還有更多的問題需要回答。我喜歡分享我的工作，讓別人參與其中。”
在 Oliver Cossairt 教授的指導(dǎo)下，通過他在大學(xué)里參與的文化遺產(chǎn)影像項目，Matsuda 也確定了VR 以外的應(yīng)用潛力。“有許多具有重大文化價值或歷史價值的物體，由玻璃和其他折射材料制成，難以利用現(xiàn)有的3D 掃描技術(shù)進行特征捕獲，”Matsuda 解釋說。焦點平面顯示不僅展露出了VR 的未來，而且還為我們提供了一種獨特的方式來保留過去。
同時，該團隊將繼續(xù)探索新的計算機成像和顯示方式，打造越來越引人入勝、方便、舒適的 VR 和 AR 系統(tǒng)。
“我個人的座右銘是，如果我的研究比不上 Sid Meier 的游戲《半人馬座阿爾法星》里面的絕密項目，在1998 年沒被當(dāng)成是魔術(shù)+科幻的未來技術(shù)——那我努力得就還不夠。” Fix 說。“Oculus Research 的任務(wù)是創(chuàng)造一種在五年前似乎是神奇或不可能的東西——我們的人手和資源都夠我們放手一搏。”
對于 Lanman 來說，與首席科學(xué)家 Michael Abrash 的談話，使他相信Oculus Research 有足夠的資源和愿景，使下一代的VR 和AR 成為現(xiàn)實，一種類似于對賭博和科幻的熱愛，驅(qū)動著他的職業(yè)生涯。
“我是玩電子游戲長大的一代，然后我來到了 Oculus，一心想要建立下一個講故事的重量級平臺。”他說，“在接下來的十年中，我預(yù)計VR，MR 和 AR 之間的分界線會越來越模糊——但愿能完全消失。到那時，同一副眼鏡將無縫地伴隨你，從白天協(xié)助你進行辦公室工作到晚上用虛幻的世界將你包圍。我的大半輩子都在昏暗的房間里，盯著小型顯示器看——我期待顯示器能進入到我的眼鏡里，或是整合到真實世界中。我可以在移動中就把一些事情搞定。”
這未來聽上去不賴。
— The Oculus Team
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