能讓大腦誤以為眼前虛擬場景是現實的VR眼鏡，長什么樣？

扎克伯格在最新的訪談中，給出一款原型機，要讓人混淆虛擬和現實的那種：

而這款原型機背后的技術原型硬件，也全部拿出來了。

解決變焦的Half Dom系列：

擁有視網膜像素級別的原型頭顯：Butterscotch：

還有Starburst，驗證HDR對體驗差別的原型機：

據稱，集成上面3****器，就能通過虛擬現實的最終測試：

視覺圖靈測試，讓你的眼睛相信看到的虛擬現實是“真實的”。

扎克伯格能騙過大腦的VR眼鏡，長這樣：

看起來跟其他的VR眼鏡也沒有什么不同，但其實內有乾坤，這款原型機，解決了阻礙VR無限接近真實場景的4大門檻：

首先，是在VR虛擬情境下的人眼變焦問題。

通常來說，人眼會根據標的物的遠近，來調整眼球，如果觀察對象近，眼睛就可以自然聚焦于此，當這個物體遠離你，焦點會自然分離，在這個過程中，眼睛就需要重新調節，形成合適的焦點。

這種過程，就是我們所說的視覺輻輳調節。

但這種人眼的自動調節能力，在遇到VR虛擬場景時，很可能就崩掉了。

因為虛擬現實的原理，簡單來說就是在你的左右眼展示稍有偏差的圖像，以制造3D效果。偏差越大，你看到的物體就近，但其實此時眼睛的焦點在一個比較遠的距離。

這種“欺騙”眼睛造成的矛盾，長期就造成了視覺輻輳與適應性調節失調。

我們戴上VR眼鏡后感覺頭暈易疲勞，就是視覺輻輳與適應性調節失調搞的鬼。

其次是畸變問題。

所謂的畸變，簡單理解就是圖像扭曲變形，比如正常圖像是怎樣橫平豎直的方格：

經過畸變，就出現兩種相對的形式。

桶形畸變，像這樣：

枕形畸變，像這樣：

而產生畸變的原因，跟VR眼鏡顯示系統的原理有關。一般來說，VR眼鏡的顯示系統，大概是“顯示屏-弧形透鏡-人眼”的組合，顯示屏中的圖像經過透鏡，成為眼睛看到的樣子。

但是圖像在經過透鏡時因為光線折射，就會發生枕形畸變，如果要解決這個問題，就需要在顯示屏上投放正常畫面的桶形畸變畫面，也就是所謂的反畸變過程。

這里的難點在于，反畸變的程度如何調節？

再次，是視網膜分辨率的問題。

想要虛擬現實騙過大腦，首先要做的，就是讓眼睛看到的畫面足夠真實清晰。

具體來說，就是呈現給眼睛的畫面像素，眼睛成像的像素接近甚至一致。問題在于，這個視網膜分辨率，需要達到什么標準才能以假亂真？

按照業內目前的主流說法，60 PPD（每一度視場角的像素數）是一個基本標準，但這是在一個在嚴格場景下的門檻，如果是動態畫面，30 PPD左右的畫面，就可以讓人看不到像素顆粒，也就是以假亂真的效果。

最后就是HDR（高動態范圍），即人眼在現實中可以體驗到的亮度范圍，對虛擬現實模擬真實場景至關重要。

4大門檻在這里，解決的辦法，簡而言之，就是用技術手段，有針對性的騙過人眼。

扎克伯格和他背后的Meta團隊，用了什么“騙術”？

4大核心技術，針對上文提到的4大門檻，都只為一件事：以假亂真。

針對變焦問題，扎克伯格團隊拿出此前已經開發出的Half Dom（半圓頂）原型，這款半圓頂技術原型，目前已經推出了第3代。

從技術原理上來說，Half Dome采用偏振相關透鏡，利用其焦距根據偏振態的變化，改變施加到可切換板的電壓，就可以實現不同焦距之間的靈活切換。

同時將一系列偏振相關透鏡和可切換半波片堆疊在一起，實現現實世界的平滑變焦。

模擬表現，是這樣的：

在解決畸變的問題上，Meta團隊專門開發出一個“畸變模擬器”，使用3DTV模擬VR頭顯，同時在軟件中模擬透鏡，以便快速迭代畸變校正算法，驗證合適的反畸變圖像。

為解決視覺分辨率問題，扎克伯格展示了一個最新的頭顯原型Butterscotch，分辨率數據，可以實現60 PPD，允許20/20視力的視網膜分辨率。

數據達到了VR設備視網膜像素的行業標準。

據悉，這款頭顯原型使用了像素極高的顯示器，同時在視場上進行改良縮小，最終能使像素集中在一個小范圍的區域里。

這個縮小的視場，最終只有目前Meta量產產品Quest 2的一半左右，也就是45度上下的水平。

當然，效果也是顯而易見的，Butterscotch與Rift 1、Quest 2的圖顯，是這樣的：

誰更清晰顯而易見了。

最后，就是Starburst，Meta團隊驗證HDR對VR體驗的影響而開發的原型機，這款原型機的亮度，可以實現20000nit（單位面積內可以發出的亮度）。

當然，這款原型機的目的不是在亮度上分高下，而是在如此高的亮度范圍內，模擬現實世界的各種光源，比如爆炸、煙花、玻璃反光等等。

最后一個問題，你大概也發現了，為解決問題開發的這么多原型機和設備，最后怎么集成到一個小型可穿戴的原型機Holocake 2里？

就目前來說，影響VR頭顯尺寸的因素，主要有2個：光路長度和透鏡寬度。

減少光路長度，就是折疊光路。

具體來講，Holocake 2應用了折疊光學元件，通過偏振將光來回反射，從而實現路徑光折疊，縮短透鏡和顯示器之間的距離。

透鏡寬度，交給全息透鏡。

所謂全息透鏡，就是一個全息薄膜，在功能上可以實現與透鏡一樣的效果，最大的特點，就是夠“薄”。

在此基礎上，就可以極大的縮減眼睛到顯示器的距離，以此達到小型化的目的。

不過這里還要說明一下，這款原型機，距離商業化，還有一段距離。

這個距離有多大？

扎克伯格沒有說，但至少在今年實現不了。

根據官方說法，目前Holocake 2展示的原型技術，都還沒有成熟，今年Meta上市的高端頭顯Cambria，可能會采用折疊光學系統。

但想要完全實現眾多技術的一體化，還有很長的路要走。

來源：量子位