CREAL最新AR/VR光场显示头显上手体验：令人兴奋却依然挑战重重

　　于2017年底成立的CREAL位于瑞士洛桑，是一家专注于为AR和VR头显构建光场显示技术的公司。团队成员的背景来自英特尔、Magic Leap、CERN、洛桑联邦理工学院等著名企业和机构。团队早前已经多次演示过自己的光场技术，并展示了非常震撼的视觉效果。

　　这家公司同样有参展AWE 2023大会。日前，RoadtoVR的本杰明·朗(Ben Lang)撰文分享了自己的上手体验。

　　在第一次听说他们技术的四年多后，CREAL的光场显示器依然是将光场带到沉浸式头显的最有趣和最有前景的解决方案之一。在AWE 2023大会，我亲眼目睹了这家公司的最新技术，以及光场对于沉浸式AR头显的意义。

　　不止一种的对焦方法

　　我们首先快速回顾一下。与当今大多数头显使用的典型显示器相比，光场是一种完全不同的向眼睛显示光线的方式。关键区别在于眼睛如何对焦虚拟场景。

　　你的眼睛有两种对焦方式。大多数人熟悉的是眼睛辐辏，两只眼睛都指向同一个对象，从而令重叠视图集中在一起。

　　但每只眼睛能够以不同的方式对焦，可通过弯曲眼睛的晶状体来对焦不同距离的对象，这和只有一个晶状体的摄像头聚焦的方式一样。这就是所谓的眼睛调节。

　　视觉辐辏调节冲突

　　目前大多数XR头显都支持眼睛辐辏(立体对焦)，但不支持眼睛调节(单眼对焦)。你在业界中也称为视觉辐辏调节冲突，而它是沉浸式显示器的普遍挑战。

　　“冲突”的原因是，无论你在VR世界中看向何方，你都只是盯着屏幕，亦即看着相同的距离。换句话说，视觉调节(弯曲眼睛晶状体以聚焦不同距离的对象)永远不会改变，但视觉辐辏(眼睛向内旋转以将每只眼睛的视图重叠成一个对齐图像)却会出现，所以会导致视觉辐辏调节冲突。

　　视觉辐辏调节冲突不仅会令眼睛感到不适，而且会以一种令人惊讶的方式剥夺场景沉浸感。

　　CREAL的解决方案

　　这家公司希望通过光场显示器来解决视觉辐辏调节冲突。光场显示结构光的方式与我们感知现实世界一样，可允许眼睛的两种对焦方式协同工作。

　　我在日前的AWE 2023大会体验了他们最新的光场显示技术，并获得了从未在其他AR头显中体验过的额外沉浸感。

　　我以前看过CREAL的静态桌面演示，通过透镜向一只眼睛展示静态浮动图像，从而证明你确实可以在不同的深度对焦(眼睛调节)。但在体验纳入眼动追踪和头部追踪的光场之前，你无法真正感受到它的魔力。

　　通过一个公认笨重的概念验证型AR头显，我能够真正感受CREAL的光场显示器在，画面可以沉浸式地漂浮在我面前。真正令人印象深刻的是，当伸出手时，一只虚拟的小乌龟飘到了我的手掌之上。尽管它半透明，没有特别高的分辨率或准确的颜色，但给人的感觉是……奇怪的真实。

　　我多年来已经看过各种各样的沉浸式XR体验，所以在手掌显示什么听起来像是一个平庸的演示。但这只小乌龟的样子确实有点特殊，因为我的眼睛可以如同感知现实世界一样聚焦在它身上。这令我觉得它比其他头显都要真实，就像它真的就在我手心一样。

　　关键在于光场，当我把眼睛聚焦在手里的乌龟时，(虚拟)乌龟的和我的(真实)手部都处于适当的焦点之上，而这是传统显示器所无法做到的事情。

　　令人沮丧的是，我们不可能仅通过文字来解释具体的效果。CREAL早前发布的这段视频可以大致呈现出来，但无法真正展示它是如何比其他AR头显更能增加沉浸感，除非你真的亲自尝试。

　　这是一种微妙的体验，增加的沉浸感可能只会对触手可及或更近的对象产生有意义的影响。但话说回来，这正是最有可能让人感觉最真实的距离。

　　视力矫正

　　除了增加一层新的视觉沉浸感之外，光场显示器同时解决了另一个关键问题：视力矫正。如今，大多数XR头显都不支持任何形式的视力矫正，这意味着用户在使用设备时要么穿戴矫正眼镜，要么购买特定的定制镜片，要么只能忍受模糊的图像。

　　但光场的性质意味着你可以对虚拟内容应用视力矫正。因为它是数字化形式，所以可以即时完成，这意味着同一个头显的数字矫正视力设置可以在不同的用户之间改变。这样做意味着无论是否穿戴眼镜，虚拟图像的焦点都可以匹配现实世界的图像。

　　一种更容易接受的形状参数

　　虽然我穿戴的头戴式样机看起来不错，但它只是用于为光场本身提供概念验证，并且显然使用了笨重的硬件和光学器件，不适合用于商业化头显之中。

　　但为了实现所述目标，CREAL展示了它的光场显示器可以支持任何标准透镜，而这要归功于一种全息涂层，它可以作为“透镜”将虚拟图像带到你的眼睛。

　　这种方法令透镜更加透明，并且适合更常见的眼镜形状参数，而这两者都是社会接受度的关键。

　　另外，CREAL表示全息涂层可以应用于现有的眼科镜片，这意味着一个标准的矫正眼镜镜片可以形成显示器的基础。

　　考虑到传统的眼科镜片已经大规模生产，而且在成本、耐用性、社会接受度等方面都已知，这是一个巨大的优势。

　　挑战依然存在

　　但与目前其他头显采用的传统显示器相比，CREAL的光场显示器依然存在一定的缺点。

　　首先，它的分辨率不如其他头显。团队表示，他们的技术可以实现更高的分辨率，但迄今为止展示的模型还不如当今市场中的当代头显清晰，更不用说即将推出的下一代设备了。同时，所述系统难以实现可接受的宽色域，所以图像看起来有点褪色。

　　当然，这家公司多年来一直在不断改进系统性能的几乎每个方面，并且他们相信在改进其方法、组件和校准时依然存在巨大的空间。

　　CREAL一直都有公开自己的路线图目标：

　　然而，视场可能是所述系统最大的挑战。正如上面的规格所示，尽管CREAL希望实现60度视场，但只有20度-30度将是真正的光场。其余部分可以用非光场图像填充以扩展整体视图，但外部部分将不具有与中心部分相同的光场优势。

　　不过，我们的眼睛很少直视前方。相反，它们在日常生活中(以及在虚拟场景中扫视时)会有规律地旋转离轴。如果光场没有覆盖视场的更大一部分，这就会破坏显示器的特定优势。

　　CREAL表示，他们希望通过动态注视点显示来解决这个问题。其中，所述技术可以追踪用户的眼睛，并移动视图的光场部分，从而确保它始终处于用户视线的中心。但对于整个行业来说，这是另一个重大的技术挑战，我们还没有看到一个能在眼镜大小的产品中充分解决所述问题的方案。

　　尽管如此，看到一家公司努力应对这一挑战令人感到兴奋，所以我们将继续关注CREAL。