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Oculus Rift 在視覺體驗上已經做得很不錯了，Oculus 花了很長時間將硬件提高到目前的水準，要知道在視覺上騙過人類的眼睛和大腦是件很困難的事情，我們從出生開始就活在3D 世界中，所以很容易辨別出來一個模擬的3D 環境有哪里不太對勁。于是就導致了頭暈、惡心等等這些癥狀，甚至于再也不想玩VR 了。
導致VR 之路如此艱難的很大一部分原因，是我們雖然離VR屏幕只有幾厘米，卻試圖說服我們的眼睛，屏中景物在距離我們很遠的地方。 當前這一代的VR 顯示設備，使用了很多不同的方式，在一塊扁平的屏幕上人工地生成擁有深度信息的圖像。但缺忽略了一個很重要的技術，這項技術可以讓VR 圖像看起來非常自然與舒適—— 4維光場，它允許類似Lytro 的光場相機可以接近真實地還原光場信息，顯示擁有深度信息的圖像，從而更好地緩解“暈動癥”難題。
先看看傳統的VR 顯示設備，比如Rift，利用以下幾種因素來創造擁有深度信息的圖像： 雙目視差 你的左右眼分別看到不一樣的景象，當你的大腦處理這兩個影像的時候，雙目的視差會給你帶來景象的深度信息。 動態視差 當你左右搖晃腦袋的時候，離你近的景物比離你遠的景物會移動地更迅速一些，因此VR顯示器可以利用此特性將深度信息加入進來。 雙目遮擋 某個景物在場景的前方，因此會遮擋住后方其他的景物，這就造就了景物根據距離的自然排列。因此，假如一部分遮擋信息同時進入雙眼，大腦就會產生相應的深度信息。
視覺輻輳 當你的眼鏡注視某個物體時，離你越近的景物，越會被眼睛向內翻轉（收斂），以保證其在視域的中心；離你遠的景物，會被眼睛向外翻轉（發散），直到無限遠。翻轉量使得大腦可以計算出景物的深度信息。 為了更好地利用以上特性，大多數VR 顯示器分別對每只眼睛顯示單獨的圖像。假如這些圖像與頭部的運動同步地調整與顯示，則可以創造人眼可以承受的視覺深度信息。 然而，即使像上述那樣欺騙大腦創造出了有深度信息的圖像，你的大腦依舊會發現一些地方不對勁。視覺輻輳與另一個深度要素息息相關：焦點調節。當你聚焦于近處的景物，晶狀體收斂性調節；當你聚焦于遠處的景物，晶狀體發散性調節。大多數VR 頭顯并沒有將焦點調節考慮到其中，導致全部的圖像一直處于某一個聚焦的狀態，但是你的晶狀體卻會隨著立體影像不斷聚散。 你的大腦極其反感這種情況，這種所謂“視覺輻輳調節沖突”便會導致視疲勞、重影、頭疼、惡心等一系列癥狀，最嚴重的是，這還有可能導致兒童發育中的視覺系統的病變。
那么此時，有個方法可以解決這些問題：4 維光場技術。 那么什么是光場？ 簡單的說，光場是空間中同時包含「位置」和「方向」的四維光輻射場的參數化表示，是空間中所有光線光輻射函數的總體。 其兩個主要應用方向是「光場拍攝」和「光場顯示」，第一種需要記錄下來整個空間的所有信息，第二個則是需要將這些信息完整地復現出來。通俗地說就是在空間內任意的角度、任意的位置都以獲得整個空間環境的真實信息，用光場獲得的圖像信息更全面，品質更好。 那么什么是4 維光場？ 空間中一束光的「位置+方向」信息，需要5個維度的坐標來確定—位置需要「X，Y，Z」三個維度（三維坐標系中的點），方向需要「θ，φ」兩個維度（三維坐標系中，θ 角是某點與原點構成的直線在XY 平面的投影與X軸的夾角，φ 角是某點與原點構成的直線在XZ 平面的投影與Z 軸的夾角）。在計算中，每多一個維度，就會將計算量大大提高，因此要盡量降低維度，所以使用了一個簡單的模型，即利用某條光線與其穿過的兩個平面的交點，來表示這條光線的位置與方向，假設這兩個交點在各自的平面的坐標是（u，v）和（x，y），則這條光線的坐標就是（u，v，x，y），巧妙地從5 維降為4 維。 為了理解什么是4 維光場，以及它何如工作，我們可以從它的實際應用聊起，即4 維光場相機，簡稱“光場相機”。Lytro 是光場相機品牌中最優秀的之一，對于Lytro 相機原理的解釋，有個有趣的比喻：它就好像把一大簇迷你相機捆在一起，同時從一個場景的多個視角捕捉光線信息，當捕捉到每束光線的方向信息后，使用一系列數學方法重建一個數字光場，還原出一個趨近于真實世界的光場。
現在你可以使用光場相機從各個角度捕捉圖像了，將光場信息從VR 頭顯輸出，便可以有效緩解“視覺輻輳調節沖突”和“暈動癥”等等這些問題了。不過，僅僅是“緩解”，而不是“解決”。光場技術仍屬于起步階段，從各個方面還不夠成熟，從「捕捉」到「顯示」，要解決的問題還太多太多，任重而道遠。 |
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來自： llvsh > 《VR AR MR》
