CREAL展示小型化光场AR、光场VR头显

正在开发光场显示器的瑞士公司CREAL日前正式展示了首款AR/VR头显原型。这一里程碑标志着团队已经开启适合头戴的技术小型化之路。

与当今VR和/AR头显采用的显示器相比，光场显示器生成的图像能够精确表示我们感知真实世界光线的方式。具体而言，光场显示器支持人类视觉系统的两种聚焦机制：视觉辐辏和视觉调节。CREAL及相关从业公司认为，这种显示器的优势是画面更逼真和视觉更舒适的XR头显。

光场对AR和VR十分重要，因为它们能够真正地再现光线在现实世界中的存在方式，以及我们进行感知的方式。遗憾的是，它们难以捕捉或生成，同时更难以进行显示。

对于更为先进的头显，“变焦”功能可以根据注视点动态地移动焦距（利用眼睛跟踪）。例如，Magic Leap支持两种焦距，并根据需要在彼此之间切换。Oculus的Half Dome原型类似，而且据目前所知，所述设备似乎支持各种连续焦距。但即便如此，这种变焦方法依然会产生一些固有的问题，因为它们实际上并没有显示光场。

这样的头显支持眼睛辐辏（两只眼睛进行聚散运动以将两幅图像融合成具有深度的单幅图像），但不支持眼睛调节（每个眼睛的动态聚焦）。这意味着当双眼正不断地改变辐辏，眼睛调节固定于一个地方。在正常的现实情况下，两个眼睛可以在无意识中同步工作，如果无法同步进行，我们就会遭遇所谓的“视觉辐辏调节冲突”。

尽管CREAL曾向我们展示过令人印象深刻的光场显示技术，但当时的演示平台非常笨重。现在，这家公司正式亮相了一款适应头戴的小型化原型。诚然，目前的样机依然是相当巨大，不过团队预计，所述技术到2022年将能进一步小型化，从而支持更小的形状参数。

CREAL表示，本次原型是团队向潜在合作伙伙伴展示的“评估单元”。公司的目标不是制造自己的头显，而是向其他厂商提供光场显示技术。

1. CREAL AR光场头显原型

据介绍，AR头显原型在60度视场范围内的分辨率达到1000×1000。这家公司同时声称，设备支持“无限”深度分辨率（即连续焦平面）。但需要注意的是，这并不是指真正的无限分辨率，而是每个焦深之间的步长“比眼睛能够分辨的距离要小得多”。

CREAL的设备属于系留头显，采用英特尔RealSense传感器以实现六自由度追踪，并通过Ultraleap进行手部追踪。下面是设备聚焦不同深度的演示说明：

这款AR头显原型的尺寸接近HoloLens，但团队声称，到2022年底将能够把光场技术整合至时尚的眼镜形态。CREAL表示，这需要实现一种支持注视点功能的显示器版本，其中光场占据视场中心30度，而外围视场60度则由非光场图像填充。

CREAL同时预计，眼镜形态版本的功耗将从目前的2W降低到0.5W，同时视窗的尺寸能够提升到8mm。

1. CREAL VR光场头显原型

VR头显则已经采用了注视点光场方法，1000×1000分辨率的光场覆盖视场中心30度，1600×1440非光场视图则填充100度。由于光场面积只有30度，所以产生的分辨率为40 PPD，接近视网膜分辨率阈值（约60 PPD）。下面是设备聚焦场景任意深度的演示：

CREAL的VR头显原型同样采用英特尔RealSense传感器以实现六自由度追踪，同时纳入了来自Pupil Labs的眼动追踪。但这家公司指出，光场功能不需要眼动追踪。

与AR头显原型一样，当前的VR头显依然巨大，但它是朝着紧凑型设备迈出的坚实一步（预计能在2022年底前推出）。届时，公司预计将集成定制的六自由度和眼动追踪硬件（这将有助于进一步缩小头显的尺寸）。

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随着CREAL计划采用光场显示+非光场显示的注视点功能设计，我们非常期待这两种视图是如何紧密地融合在一起。值得一提的是，这家公司在2020年宣布完成了720万美元的融资。

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