焦距流畅变动 Lemnis研发液态透镜变焦VR头显

　　2018年12月04日，眼动追踪是一项重要的技术，许多人认为这是下一代VR硬件中的“必备元素”。但要实现一个与真实别无二致的虚拟世界，这只是解决问题的第一步。视觉辐辏调节冲突是困扰VR的一大难题，而位于新加坡的Lemnis Technologies提出了一种变焦原型，并旨在为头显厂商提供相应的硬件与软件解决方案。

　　与Oculus早前演示的变焦头显原型不同(将眼动追踪与物理调整焦距的移动显示器相结合)，对于Lemnis“Verifocal”平台上的最新原型，其采用了基于Alvarez透镜设计的光学元件。Alvarez是由物理学家路易斯·阿尔瓦雷斯(Luis Alvarez)于60年代发明的光学系统，它结合了两个可调节透镜，可以提供各种焦平面。

　　这同样需要眼动追踪，但将显示器移动调节焦距的任务移到了透镜本身，令其动态地根据用户焦点进行调整。据悉，Lemnis已经开发了包含可调节显示器的原型。

　　Lemnis Technologies联合创始人Pierre-Yves Lafont向德国VR媒体VRODO介绍了这个面向商业市场的平台，他们希望为头显厂商提供现成的软件与硬件解决方案。他们的“Verifocal”VR套件原型可以集成至WMR头显之中，而设备看起来相当符合标准的形状参数。

　　Lafont表示，全新的Verifocal原型可以根据用户注视点不断地移动焦平面，并提供25厘米到无限远的焦距。他解释说：“与只有两个焦平面的Magic Leap(One)相比，我们的设备没有固定数量的焦平面。结果是焦距可以流畅变动，可以覆盖整个视觉调节范围。”

　　为实现这一目标，他们研发的变焦软件引擎将分析场景，利用眼动追踪器输出和用户视力参数来估计最佳焦点。接下来，自适应光学系统可以相应地调整焦点并同步校正失真。

　　当被问及为何选择探索Alvarez光学元件的时候，Lafont向VRODO解释说：“就概念上看，移动屏幕很简单，在机械上它可以在短期内实施。诸如Alvarez透镜的其他方法可以进一步改善光学质量。对于AR来说，视觉辐辏调节冲突更为关键，而液态透镜十分有前景，而且在这个方向上有很多工作要做。Lemnis的优势在于，我们的Verifocal平台可以与所有这些方法协同工作。我们已经具备了将其中任何一个集成到合作伙伴头显中的专业知识与流程。”

　　百度百科：液态透镜是将液体作为透镜，通过改变液体的曲率来改变焦距。现在较为成熟的液体透镜是利用介质上电润湿(EWOD)原理的可变焦光透镜。它可以通过外加电压改变液滴的形状，进而改变其焦距。

　　Lemnis在一开始将把目光瞄准企业市场，因为对企业而言“质量最为重要，并对价格没有那么敏感。”Laffont认为VR市场最终将能达到一个关键的规模，从而令制造价格下降，而变焦显示器可能会出现在大多数VR头显之中。

　　Lemnis Technologies创办于2017年，由来自麻省理工学院，布朗大学，苏黎世联邦理工学院，法国国家信息与自动化研究所，新加坡国立大学，新加坡南洋理工大学，韩国科学技术院等学术机构，以及迪士尼研究院，飞利浦，NEC等公司的科学家和工程师组成。

　　视觉辐辏调节冲突

　　在头显之外，眼睛的肌肉会自动改变晶体形状，将光线弯曲到视网膜，使其变得清晰。同时，双眼将会聚在你所注视的真实世界对象上，从而在你的大脑中创造出一幅画面。

　　简而言之，当头显在相较于眼睛的静态距离下显示光线时，视觉辐辏调节冲突就会出现。这将导致眼睛疲劳，无法看清你正在注视的虚拟对象。

　　在搭载固定焦距显示器或光学元件的头显中，眼睛感知与多年来形成的肌肉记忆将产生冲突。例如你正在注视几米外的对象，这时眼睛将会聚在这个对象之上，但晶状体永远不会改变形状，因为光线总是来自静态源。更多与视觉辐辏调节冲突的介绍请阅读“不仅是注视点渲染，眼动追踪为何是VR变革者”