真假3D:VR成像技术探秘

作者:佚名日期:

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  引言

  在光阴的故事:VR当中,我们回顾了VR技术的发展历史,看到了VR技术的前世今生,以及在近年来VR技术突破了成本的瓶颈,商业化迅速发展的原因。

  但是,对于一项炫酷的技术,光看看他的历史总觉得意犹未尽。VR最迷人的地方莫过于他能骗过我们的早餐卖什么赚钱眼睛,在一副狭小的视角内,为我们展现一个虚幻而又充满惊喜的世界,戴上眼镜,仿佛新世界就在我眼前。然而,真实呈现在我们眼前的究竟是什么?为什么VR技术可以带来这么逼真的效果?今天小编带大家探秘一波VR的成像技术,看看VR为什么这么“真”。

  

  从真假3D讲起

  3D没有真假,但是技术效果有好有坏。现在能够在近眼眼镜上呈现出3D效果的技术框架主要是两种:Stereoscopic,和Light?Field(光场)。

  其中被称为假3D的是Stereoscopic。而因为技术实现相对容易,Stereoscopic技术框架已经被大量产品采用,包括我们提到过的Google纸盒子VR眼镜、和略高大上的Microsoft?Hololen用的都是这个框架。这个技术这么实用却被称为假3D,是为什么呢?原因有两个:1.从技术上来说,其实是用了一个小伎俩让人能看到3D效果,但它并不是真3D。2.他虽然技术实现没有那么难,但是他并不适应人眼的活动机制,长时间就会引起使用者的不适。

  那么真3D又是什么呢?我们刚才说到,真3D就是光场。最近在这个领域内有两家比较有名气的公司,坐落在佛罗里达州的Magic?Leap公司,另一个是国内厂家蚁视科技。Magic?Leap提出“数字光场”,蚁视科技号称“复眼光学技术”,名字虽然不同,而实质上是相似的。

  客官你说Stereoscopic和光场究竟什么鬼?

  不着急,我们接下来会详细介绍哒~

  Stereoscopic?:凭什么叫我伪3D?

  大部分VR产品的成像原理跟3D电影能做出3D的效果,其实都是利用英雄联盟怎么赚钱快了人眼观察事物的机制。3D与2D的差别,就是3D更有层次,有深度,然而无论是电影屏幕,还是VR产品的内部界面,都是一个2D的平面。硬是要用2D的平面做出3D的效果,这该怎么办呢?这就得感谢我们的两只眼睛了,实际上,我们在观察任何事物的时候,左眼和右看到的都是两幅不同的画面,这个又叫做“视差”。立体3D的技术即是要将这个「视差」持续在屏幕上表现出来。因此为使观赏者得以观看真正立体,每个眼睛所看到景物必须与另一眼稍有不同。事实上,这种不同让我们的眼睛具有判断事物的纵深感,也就是真正3D空间的Z轴。我们又可以把这个z轴称为景深。在3D电影或者

  VR成像当中,两只眼睛看到同一个场景会有细微差别,这让大脑错误地以为场景是有“深度”的。

  Stereoscopic?3D就是利用这个原理给双眼分别显示不同的图片,它们很相似,只在水平方向上有细微差别。而这两张图片拍摄的时候,就是用两个并排的相机模拟人眼的位置拍的,现在的3D电影都是基于这个原理。

  利用人眼视觉的机制伪造3D效果,Stereoscopic成于斯恐怕也将败于斯。

  要讲明白Stereoscopic作为一种伪3D的劣势,就要提到人眼的另外两种机制:聚焦和会聚。聚焦:眼睛的晶状体就像一个凸透镜,它会调节凸度来让那个物体在咱们视网膜上清楚成像。会聚:在每只眼睛聚焦的同时,两只眼球还会有旋转运动来一起指向那个物体。这两种机制任一种机制的发生会自动引发另一种运动。这也意味着,在人眼看真实物体的时候,聚焦和会聚的距离总是相等的。

  而Stereoscopic?的问题,由于图片聚焦和汇聚在不一样的地方,从而将两种运动强行分离,因而会使大脑产生混乱,长时间内连续使用会产生眩晕感。正因为以上的原因,我们把他称为假3D。

  真3D?:光场显示

  什么是光场?

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  简单的说,光场是空间中同时包含位置和方向信息的四维光辐射场的参数化表示,是空间中所有光线光辐射函数网络广告赚钱的总体。VR里面提到的光场技术,指的应该就是把场景中的物体的位置和光照方向等等都比较完整地复现出来。听起来就很难对吧,因此现在宣称能够使用光场技术的公司并不多,也就是我们刚才提到的Magic?Leap和国内的蚂视科技等这几家而已。

  但是光场显示跟Stereoscopic相比,除了实现难度很高之外,也有一些优势:比如光场显示跟Stereoscopic?3D比的一个很大不同就是它有本事能让人眼聚焦到不同的距离,从而和会聚的距离保持一致。这是最符合人眼观察自然世界规律的做法,因此被称为true-3D。

  现在实现光场显示主要是两种方法:空间复用和时间复用。

  空间复用:简单说就是把一个像素当几块用来实现不同的聚焦距离。

  时间复用:是用高速原件来快速产生不同的聚焦距离,让人眼以为它们是同时产生的。简单来说,就是光元件生成光术和光矢量的速度非常快,快到比人眼的反应速度快好几倍,这样我们就可以用这个光元件在人眼的反应时间内连续生成和切换好几道光束。这样我们的眼睛会错误的以为,这是同一时间发生好几道光束。这样的好处就是分辨率不损失。

  这种技术实现起来这么难,但是还是有两家公司宣称,他们能够使用这种技术,而且已经或者将近做出产品。Magic?Leap的技术是哪种呢?它最近demo用的哪种技术没有公开,但根据业内人士分析,很有可能还是基于Brian的高速激光光纤扫描(scanning?fiber)技术,也是一种时间复用的办法。这样的光场投射到眼睛里也在理论上是跟真实世界物体光线进入眼睛是一个道理,从人眼的角度来说这样的光场和真事世界是没有区别的,因此可以实现true-3D。这也就是为什么Magic?Leap这家公司这么收到投资者青睐的原因。开干洗店赚钱吗

  而蚂视科技的CEO这么解释他们的复眼光学技术:这家公司最核心的技术在于利用昆虫的复眼技术做可穿戴设备。我们认为这个技术是能够在未来30年里面对这个行业造成很大影响的技术。昆虫的眼睛是没有柔性的,不像人眼观察的时候是通过晶状体柔性的变焦进行观察,昆虫是通过外骨骼的结构才形成眼睛的结构的,它的眼睛是不能变焦的,因此就进化出复眼的结构。观察是通过对每一个微小光场进行采集、再通过分析进行呈现的。

  结语

  在前文在农村如何赚钱中,我们从真假3D的角度切入,解析了现在流行的VR设备的成像方法,主要是两种:Stereoscopic?3D和?光场方法以及他们各自的邮电和劣势。更轻、更小、更强大的VR设备肯定是VR发展的主线。如果拿智能手机来比较的话,现在的VR设备差不多是“大哥大”的样子。然而从大哥大到ipone需要在硬件和软件上的大幅创新和突破,智能手机走过了多少年,VR可能也有同样的困难。而把3D成像的技术做好则现实的多,因而可能是近几年VR技术的一种趋势,谁又说的准呢?

  就像蚁视科技的覃政说的:

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