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Facebook展现迄今最轻薄VR头显原型:基于全息光学和偏振光学折叠

发布时期:2021-1-14 20:07
阅读:2567

(映维网 2020年06月30日)Facebook Reality Labs(FRL)一直在探索能够优化形状参数,舒适度和光学性能的全新光学架构。在2019年秋季的Oculus Connect 6大会,FRL首席科学家迈克尔·亚伯拉什通过Half Dome 2和Half ...

映维网 2020年06月30日)Facebook Reality Labs(FRL)一向在摸索可以优化外形参数,舒适度和光学性能的全新光学架构。在2019年春季的Oculus Connect 6大会,FRL首席科学家迈克尔·亚伯拉什经过Half Dome 2和Half Dome 3先容了团队在小型化装备方面的停顿。

对于今年的SIGGRAPH大会,FRL将展现这条门路的另一个研讨里程碑:一种明显更抓松散,并可以供给更优视觉性能潜力的全新光学架构。

Facebook展现迄今最轻薄VR头显原型:基于全息光学和偏振光学折叠


在名为《Holographic Optics for Thin and Lightweight Virtual Reality(用于轻薄型虚拟现实的全息光学元件)》一文中,研讨职员Andrew MAImone和Junren Wang提出了一种连系了全息光学元件和基于偏振的光学折叠的全新近眼显现器,而这一方式可用于开辟未来的太阳镜式VR硬件。两种方式的连系有助于实现尽能够细薄的光学元件,同时最有用地操纵空间。FRL团队估计,轻盈舒适的外形参数有望扩大虚拟现实会话和全新的用例,包括生产力方面。

相关论文:Holographic Optics for Thin and Lightweight Virtual Reality

所述设想经过一个概念考证研讨装备停止了演示。具体而言,装备仅采用细薄平面薄膜作为光学元件,并实现了小于9毫米的显现器厚度,同时支持与现今消耗类虚拟现实产物相当的视场。这项研讨同时展现了更优视觉性能的远景:激光照明用于为虚拟现实显现器供给更普遍的色彩范围,而且在将分辨率扩大到人类视觉极限方面获得了停顿。

1. 方式

Facebook展现迄今最轻薄VR头显原型:基于全息光学和偏振光学折叠


上图:团队的显现模块安装在一个镜框中。这个研讨装备用来捕捉下面所示的绿色图像(部分组件安装在内部)。

明天的虚拟现实显现器首要包括三个部分:光源(如LED);使光芒变亮或变暗以构成图像的显现面板(如LCD面板);以及将图像聚焦到充足远的地方,以便用户双眼可以感知的光学元件(如塑料透镜)。由于前两个组件可以很轻易地构成薄而平的模块,所以装备的大部分重量和体积都位于光学元件。为了大大下降VR显现器的整体尺寸和重量,FRL整合了两种技术:全息光学和基于偏振的光学折叠。

Facebook展现迄今最轻薄VR头显原型:基于全息光学和偏振光学折叠


大大都虚拟现实显现器都有一个配合的光学元件:由一个厚厚的、曲折的、及玻璃或塑料组成的简单折射透镜。FRL提出用全息光学元件取代这类粗笨元件。你能够相当熟悉在科学博物馆或信誉卡中的全息图像。它们看起来是三维,而且前言载体内外都有实在的深度。与所述的全息图像一样,FRL摸索的全息光学元件记录了激光与工具的交互。但在这类情况下,工具是透镜而不是三维场景。其成果是厚度和重量明显削减:全息光学元件可以像透镜一样曲折光芒,但看起来像一个薄而通明的贴纸。

Facebook展现迄今最轻薄VR头显原型:基于全息光学和偏振光学折叠


但即使透镜自己变薄,作为一个整体的光学元件,它能够仍然很大。由于要正确地聚焦图像,你必须在显现面板和透镜之间留出大量的空缺空间。凡是来说,来自显现面板的光芒向前传布到透镜,然后继续向眼睛传布。但是,当利用基于偏振的光学折叠时,团队可以控制光芒在透镜外向前和向后移动,经过这样的方式,光芒可以屡次遍历这个空缺空间,从而将其紧缩到原始体积的一小部分。

2. 更宽的色域

Facebook展现迄今最轻薄VR头显原型:基于全息光学和偏振光学折叠


左图为用概念考证装备拍摄的照片;右图则是由一台更大的全彩台式原型所拍摄的照片。FRL团队今朝正努力于在较小的研讨原型上实现全彩。

在将全息光学元件利用于虚拟现实显现器时,你必须重新评价一切其他光学元件。值得留意的是,全息光学元件需要利用激光光源,而激光光源更难集成,但色彩丰富度要远超于明天大大都VR头显,智妙手机,PC和电视所搭载的LED。

作为说明,下图是人类可见色彩的色域。今朝大大都显现器利用的一组常见色彩是sRGB色彩空间,以下图最里面的较小三角形所示。请留意,它只能捕捉到我们人类现实看到的色彩的一小部分。相比之下,FRL原型显现器的激光可以再现更宽的色域,详见下图包裹sRGB色彩空间的较大三角形。这样我们便可以复制活泼和饱和的色彩。请设想一个明亮的霓虹灯标志或是蝴蝶同党的闪光。

Facebook展现迄今最轻薄VR头显原型:基于全息光学和偏振光学折叠


上图是人类可见色彩的色域范围。sRGB是明天大大都显现器所搭载的色彩空间(上图最里面的较小三角形)。包括sRGB色彩空间的较大三角形是FRL原型所能实现的色域。

3. 下一步

虽然这指了然实现简便,舒适,高性能AR/VR技术的未来门路,但当前的一切都只是研讨。团队在论文中先容了原型架构确当前范围,而且会商了令所述技术变得更加实在可行的研讨范畴。团队最初暗示:“据我们所知,我们的研讨演示了迄今为止最为细薄的VR显现器,而我们很是期待未来的成长。”

原文链接:https://yivian.com/news/76032.html

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