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Facebook 官方长文解密:Oculus 团队、最新技术方向、研究

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【新智元导读】VR 显示技术将是未来智能社会中技术巨头重要的研发能力指标。微软的 Hololens 将在 2017 年登陆中国市场。谷歌也在 I/O 大会上宣布,谷歌新推独立 VR 硬件(不需要手机),与联想和 HTC 合作。Facebook 的 Oculus Research 自然不甘落后,他们将在 7 月 30 日至 8 月 3 日在洛杉矶举行的年度 SIGGRAPH 大会上发表一份关于焦点平面显示的论文。这一突破性的工作表明了在 VR 中提高图像清晰度和深度焦点的潜力,以获得更好、更自然的视觉体验。在 Facebook Research 的官方页面上,Oculus 团队发表了一篇长文,对 Oculus 的研发情况及背后的团队进行了详细介绍。新智元第一时间向您推荐。

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微软的 Hololens 将在 2017 年登陆中国市场。谷歌也在 I/O 大会上宣布,谷歌新推独立 VR 硬件(不需要手机),与联想和 HTC 合作。三者之间的竞争正在加剧。

Facebook 的 Oculus Research 将在7月30日至8月3日在洛杉矶举行的年度 SIGGRAPH 大会上发表一份关于焦点平面显示的论文。这一突破性的工作表明了在 VR 中提高图像清晰度和深度焦点的潜力,以获得更好,更自然的视觉体验。

焦点平面显示模拟人眼自然地聚焦不同深度的对象的方式。而不是试图添加越来越多的聚焦领域以达到相同程度的深度,这种新方法使用空间光调制器(SLM)改变了光线进入显示器的方式,降低了头盔围绕 3D 物体的焦点,将空间表征同步的深度增加,并将数量最大化。

在 Facebook Research 的官方页面上,Oculus 团队发表了一篇长文,对 Oculus 的研发情况及背后的团队进行了详细介绍。

焦点平面显示技术即将在 2017 SIGGRAPH 大会上展示

我的大半辈子都在昏暗的房间里,盯着个小显示器看——我期待显示器能进入到我的眼镜里,或是整合到真实世界中。

——Douglas Lanman,Oculus Research 科学家

上周我们分享了 Oculus Research 最新的技术,焦点平面显示,该技术即将在 2017 SIGGRAPH 大会上展示。今天我们来探访幕后团队。

当 Nathan Matsuda 最初加入包括 Alexander Fix 及 Douglas Lanman 在内的 Oculus Research 科学家团队时,没人预想到他们即将开展的项目将耗时两天之久。对于计算成像领域的领军人物 Lanman 而言,这也是他研究生涯中投入时间最长的项目之一,当然他对此也并不意外。

“做研究有点儿类似读悬疑小说,需要不断猜想这项或那项技术被整合应用于原型时会产生的结果”,Lanman 解释道:“在产业界和学术界从事研究这么多年,我已经习惯了一个项目最终取得成果之前的漫长等待。在这个项目中,我们最初采用了一种应用纯位相空间光调制器的不同方法。我们因此获取了很多有意思的结果,但最终确定该系统现在采用的形式花费了不少时间。“

Oculus Research 科学家 Douglas Lanman 及 Alexander Fix 与他们的焦点平面显示原型机。该团队利用常规易得的实验零件实现了这一应用于 VR 及 AR 头戴设备的全新设计。

“2015年开始在 Oculus Research 实习时,我和 Doug 探讨了一系列我们可以做的项目“,最初作为西北大学 McCormick 工程学院研究生加入 Oculus Research 的 Matsuda 补充道, “其中,探索自由曲面透镜的生成和模拟这一课题吸引了我,因为我可以继续使用我过去熟悉及擅长的渲染及模拟技术”。

Nathan Matsuda 在其芝加哥的实验室中。

项目开始之初,Matsuda、Fix 及 Lanman 把已有的工作内容复制进基于目标的焦散,“一种聪明的小透镜,通过光线折射产生的明暗形成图像”,Fix 解释道:“Nathan 与我们制造车间的同事一起做出了一个表面看起来没什么异常的亚克力块,但是当你拿起它对着太阳时,上面显示出一个 Oculus 的logo”。

“这本身是小把戏,”Fix 补充道,“但深入思考问题本身,我们意识到类似的数学方法可以被应用于聚焦显示中远端的图像,同时保持近端图像焦点清晰。”

Matsuda 谈到,尽管身为一个研究生,他被给予了自由探索不同可能路径的权限,包括一些当时看来走不通的路径。“模拟初期,我对这一方法能够奏效有种强烈的预感“,他说到,”得益于团队的支持及专业经验,我坚持到它最终取得成功“。

焦点平面显示能够锐化 VR 中的图像,并提高焦深

今天我们已经建立起了焦点平面显示的能力来锐化 VR 中的图像,并提高焦深以获得更好、更自然的观看体验,同时为未来的研究开拓了各种各样的方向。在实践层面上,一些有趣的后续步骤包括改进底层硬件、算法和外形,以及支持标准游戏引擎。潜在的AR 应用也很有前景。

“我认为任何‘一部分不错’的研究论文本质上都是不完整的。”Fix 说“好的研究似乎总是在提出更多的问题,而不是答案,这次也一样。我们为开发新的显示方法奠定了良好的基础,但在实际应用之前还有更多的问题需要回答。我喜欢分享我的工作,让别人参与其中。”

在 Oliver Cossairt 教授的指导下,通过他在大学里参与的文化遗产影像项目,Matsuda 也确定了VR 以外的应用潜力。“有许多具有重大文化价值或历史价值的物体,由玻璃和其他折射材料制成,难以利用现有的3D 扫描技术进行特征捕获,”Matsuda 解释说。焦点平面显示不仅展露出了VR 的未来,而且还为我们提供了一种独特的方式来保留过去。

同时,该团队将继续探索新的计算机成像和显示方式,打造越来越引人入胜、方便、舒适的 VR 和 AR 系统。

“我个人的座右铭是,如果我的研究比不上 Sid Meier 的游戏《半人马座阿尔法星》里面的绝密项目,在1998 年没被当成是魔术+科幻的未来技术——那我努力得就还不够。” Fix 说。“Oculus Research 的任务是创造一种在五年前似乎是神奇或不可能的东西——我们的人手和资源都够我们放手一搏。”

对于 Lanman 来说,与首席科学家 Michael Abrash 的谈话,使他相信Oculus Research 有足够的资源和愿景,使下一代的VR 和AR 成为现实,一种类似于对赌博和科幻的热爱,驱动着他的职业生涯。

“我是玩电子游戏长大的一代,然后我来到了 Oculus,一心想要建立下一个讲故事的重量级平台。”他说,“在接下来的十年中,我预计VR,MR 和 AR 之间的分界线会越来越模糊——但愿能完全消失。到那时,同一副眼镜将无缝地伴随你,从白天协助你进行办公室工作到晚上用虚幻的世界将你包围。我的大半辈子都在昏暗的房间里,盯着小型显示器看——我期待显示器能进入到我的眼镜里,或是整合到真实世界中。我可以在移动中就把一些事情搞定。”

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