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構建元原型緊湊型多焦點“鏡湖”

構建元原型緊湊型多焦點“鏡湖”

Meta 正在打造一款名為“Mirror Lake”的耳機原型,以緊湊的形式展示“我們在過去七年中採用的幾乎所有先進視覺技術”。

Mirror Lake 尚未集成到功能設備中——它仍然只是一個正在積極研究的概念。 Meta Reality Labs 的首席科學家 Michael Abrash 說,Mirror Lake “展示了這個下一代顯示系統的完整外觀”。 2019 年,Abrash 宣布 Facebook 正在為 VR 耳機構建“真正的下一代概念原型”,但目前尚不清楚這個想法發生了什麼。

該概念旨在通過 Meta 所謂的 Holocake 鏡片實現“滑雪護目鏡”,結合先進的眼動追踪、可變焦點、反向分頻器以及對處方鏡片配件的支持,以“消除對眼鏡的需求”。

需要明確的是,Mirror Lake 不是產品,Meta 首席執行官馬克扎克伯格建議,“在本世紀下半葉”的產品中可以看到被證明的技術。

變焦距

目前所有的 VR 頭戴設備,除了實驗室原型之外,都有定焦鏡頭。 每隻眼睛都得到一個單獨的圖像,但圖像聚焦在固定的距離。 您的眼睛會指向(會聚或發散)您正在註視的假設物體,但無法在此距離處正確聚焦(適應)。 這叫做與生命不相容。 它會導致眼睛疲勞,並使虛擬物體近距離看起來模糊。

在 2018 年的 F8 大會上,Facebook 展示了一款名為 Half Dome 的頭戴式耳機原型,其中包括通過眼球追踪來機械地向前或向後移動屏幕以調整焦點。 可行性和適應性衝突,但機械方法可能會在現實世界中導致嚴重的可靠性問題,使其不適合在產品中運輸。

在 2019 年的 Oculus Connect 6 中,Facebook 描述了 Half Dome 2 和 Half Dome 3。Half Dome 2 使用了更可靠的觸發器和更緊湊的設計(但視野更小)。 Half Dome 3 沒有移動屏幕,而是使用堆棧液晶透鏡層。 向每個透鏡層施加電壓會改變其焦距,因此開和關的每個獨特組合都會產生不同的焦距。 有 6 層,有 64 種不同的可能焦距。

半圓頂 3

雖然 Half Dome 3 比它的前輩更緊湊,但它仍然比 Meta 想要通過“滑雪鏡之類”實現的外形尺寸大得多。 Mirror Lake 將使用與 Half Dome 3 相同的方法,但格式要小得多,通過使用“Holocake”鏡頭實現。

全息鏡片

目前流行的虛擬現實頭戴設備,包括Quest 2、PlayStation VR、Valve Index等,都使用普通折射鏡片,需要相對較大的顯示面板,並且與鏡片之間的間隙較大。 這個差距是 當今耳機音量和體積的主要驅動力。

2015 年 eMagin 展示了高度緊湊的 HMD 原型設計 使用所謂的“煎餅鏡片”。 煎餅透鏡使用偏振來“折疊”光路,使其更短。 去年,HTC 推出了 Vive Flow,這是一款帶有薄餅鏡片的緊湊型 USB 供電耳機。 今年晚些時候推出的“高端”Meta 頭戴式耳機仍僅稱為 Project Cambria,它將使用煎餅鏡片實現比 Quest 2 更薄的面罩。

對於 Pancake 鏡頭,光路足夠短,剩餘的大部分厚度都是鏡頭本身。 為了進一步減小耳機的尺寸,Meta 研究人員保留了煎餅光學的基本概念——基於偏振的光學折疊——但根據 2020 年提出的研究,用“薄而扁平的全息透鏡”取代了曲面透鏡。Meta 稱結果“全息蛋糕”鏡頭“。 需要明確的是,Meta 使用術語“全息圖”與業內其他一些不同 – 這是全息膠片中的全息圖,而不是 3D 場渲染。

Meta 表示,對於視力低下的人,可以在 Holocic 鏡片中添加“超薄處方補充劑”,從而無需在耳機內戴眼鏡。

雖然 Mirror Lake 仍然是一個概念,但 Meta 已經使用名為 Holocake 的 Holocake 鏡頭構建了一個工作耳機原型,稱為 Holocake 2。Meta 表示,Holocake 2 是一款功能齊全的 PC VR 耳機,能夠播放任何 PC 上的 VR 遊戲。 “我們製造過的最薄、最輕的 VR 頭戴設備”,其研究人員相信進一步小型化是可能的。10 月,Meta 的首席技術官在推特上發布了一張他自己戴著看起來像 Holocake 2 的照片。

Holocake 鏡頭有一個重要的限制——它們需要專門的激光作為光源。 LED背光不適合。 Michael Abrash 在 Meta 上指出,目前還沒有消費產品所需的性能、尺寸和價格的激光器。 然而,使用激光是有利的,因為它們允許更廣泛的色域,Meta 聲稱。

反向運輸

大規模採用不透明 VR 和混合現實耳機的一個障礙可能是房間裡的其他人看不到你的臉和頭頂的眼睛。 雖然高質量的顏色交叉可以讓您看到它們,但它們無法完全看到您。

Facebook 反向傳輸

去年,Meta 研究人員展示了“反向交叉”的原型——一種帶有外部 LCD 面板的頭顯,可以合理地看到佩戴者的眼睛。 Mirror Lake 將是第一個具有反向傳遞功能的完全集成的 Meta 模型。

有趣的是,The Information 上個月的一份報告稱,蘋果即將推出的耳機將配備反向通道, 但添加屏幕顯然意味著外向攝像頭必須放置在遠離用戶眼睛的“關鍵”位置,這使得重新投影算法的開發更加困難。

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