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如何能夠讓AR技術(shù)體驗更上一層樓？過去幾年里人們一直沒有停止過努力。
當然，“體驗”這個詞所涵蓋的范圍是非常寬泛的，人們已經(jīng)在硬件技術(shù)、成本、內(nèi)容等各個組成部分中付出了具體的努力，并且已經(jīng)取得了很多的成果。但就從基礎的顯示技術(shù)來說，真正的突破仍未出現(xiàn)。
在正在進行的SIGGRAPH 2017上，雷鋒網(wǎng)的前方記者就在“Emerging Technology（前沿技術(shù)）”板塊的現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)了一個非常有意思的新技術(shù)Demo，來自NVIDIA，名為“變焦虛擬：近眼現(xiàn)實的新型光學結(jié)構(gòu)（Varifocal Virtuality: A Novel Optical Layout for Near-Eye Display）”。（點擊查看實際論文）
正如其名，這項技術(shù)的主要內(nèi)容是一種全新的、為AR技術(shù)打造的光學結(jié)構(gòu)。它的大致原理圖如下。
這種全新的結(jié)構(gòu)存在很多亮點，其中最主要的是解決了“輻輳調(diào)節(jié)沖突（vergence-accommodation conflict）”。通俗點說，就是大部分VR設備所采用的“顯示屏+透鏡”的方案與現(xiàn)實環(huán)境的光線差距太大。
問題隨之而來，我們怎么樣才能夠產(chǎn)生近似真實環(huán)境、甚至完全真實的光線呢？前兩年因為各種原因大出風頭的MagicLeap設想的是“從零打造光線”，通過特定的發(fā)光結(jié)構(gòu)+物理旋轉(zhuǎn)，再通過光纖等導光材質(zhì)射入人眼。但這種路線上的技術(shù)障礙不是一點半點，也導致了MagicLeap至今未能在設備的小型化、實用化上取得突破性的進展。
而此次NVIDIA推出的新眼鏡則采用了一種全新的思路——“改變平面顯示內(nèi)容的光線路徑，讓它接近人眼實際場景路線”。這種思路實際上已經(jīng)存在于一些VR設備當中，但AR設備本身還需要讓現(xiàn)實場景的光線進入人眼，所以如何“區(qū)別”對待現(xiàn)實場景光線與AR內(nèi)容的光線就成為了問題。
NVIDIA新AR實驗眼鏡項目的負責人，來自NVIDIA Research的Kaan Aksit最終想到了一個辦法：在人眼旁邊設置激光投影儀，然后將影像先投影在一塊全息玻璃上，將光線轉(zhuǎn)化為向外發(fā)射的平行光，然后再從全息玻璃之外的凹面半透鏡上反射，經(jīng)過全息玻璃進入人眼。
這樣一來，AR內(nèi)容的光線就將從平面光線轉(zhuǎn)化為帶有角度的光線，同時現(xiàn)實場景的光線在經(jīng)過厚度不變的凹面半透鏡時只會發(fā)生小幅度的折射，進而讓AR內(nèi)容和現(xiàn)實光線有機的結(jié)合到一起。
這種全新光學架構(gòu)還有另外一個重要好處：因為光線的路徑實際只由全息玻璃和凹面半透鏡決定，只需要用物理手段改變兩者的距離，就能產(chǎn)生完全不同的真實景深觀感。
在SIGGRAPH現(xiàn)場，NVIDIA也用3D打印技術(shù)以及各種原始部件組合之后打造出了一個Demo眼鏡。具體外形如下：
就雷鋒網(wǎng)現(xiàn)場具體的眼睛硬件Demo體驗來說，AR內(nèi)容不僅在強光下非常清晰，同時還能夠同時顯示兩個景深不同的內(nèi)容，并且人眼完全能夠適應這些內(nèi)容，并且在經(jīng)過15分鐘的體驗之后，也沒有出現(xiàn)任何不適現(xiàn)象。
為什么要重新在光學結(jié)構(gòu)上下功夫呢？Kaan Aksit在SIGGRAPH現(xiàn)場是這樣對雷鋒網(wǎng)解釋的：
提升體驗依舊是一個我們值得努力的方向，而這個全新的光學結(jié)構(gòu)本身實際上也同時兼顧了體驗的提升，以及未來一定時期的產(chǎn)品成本控制，可以算是目前能夠想到的一個不錯的路線。
在雷鋒網(wǎng)記者的不斷最問下，Kaan Aksit也透露了很多關(guān)鍵的數(shù)據(jù)：“凹面半透鏡目前的成本在單個100美元左右，但大批量生產(chǎn)的成本可能會很低；全息玻璃目前全球只有德國和俄羅斯各一家企業(yè)能夠生產(chǎn)，但是未來的成本并不確定；而激光投影部件的總體成本目前已經(jīng)能夠控制到200刀，并且還有很大的發(fā)展前景?！?/p>
Kaan的這種預判或許比較樂觀，而這種新AR光學結(jié)構(gòu)能否變成實際產(chǎn)品也仍是未知數(shù)，但如何進一步提升AR的體驗還將是一個大家追逐的目標。從Kaan的成果來看，從光學結(jié)構(gòu)本身下手也是一種不錯的想法。
今天是SIGGRAPH正式開幕第一天，接下來的3天時間里，雷鋒網(wǎng)還將在現(xiàn)場為你帶來更多報道，敬請關(guān)注。
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