Oculus VR/AR研究部門內(nèi)部評(píng)價(jià)自己正在開發(fā)的新型顯示技術(shù)為“突破性”技術(shù)。他們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)表了相關(guān)論文，并打算在今年七月舉行的世界圖形圖像學(xué)術(shù)大會(huì)（SIGGRAPH）上展示這一革命性技術(shù)。Oculus還專門在博客上介紹了很多相關(guān)細(xì)節(jié)。

首先，傳統(tǒng)顯示屏之所以讓人感到不舒服原因在于它提供的圖像沒有深度，遠(yuǎn)處和近處的物體全部同時(shí)呈現(xiàn)在畫面上。而焦曲面顯示屏可以模擬人眼自然的對(duì)焦過程，畫面具備縱深感。這種屏幕技術(shù)不再通過繼續(xù)增加更多聚焦區(qū)域來獲得更高的深度，新技術(shù)使用一種立體光學(xué)調(diào)節(jié)器（SLMs）改變3D虛擬物品的呈現(xiàn)方式，增加深度并提高空間感。

所有這些都能夠提高畫面的銳度并在VR中提供更為自然的體驗(yàn)。

這項(xiàng)技術(shù)結(jié)合了先進(jìn)的硬件工程，科學(xué)和醫(yī)療影像技術(shù)，計(jì)算機(jī)視覺研究和圖形狀態(tài)算法等，致力于打造下一代VR硬件，這個(gè)項(xiàng)目融合了多元學(xué)科的技術(shù)，帶來目前Oculus所能夠?qū)崿F(xiàn)的最優(yōu)秀的VR體驗(yàn)。今后，這種設(shè)備或許能夠真正提供可以長(zhǎng)期體驗(yàn)的VR產(chǎn)品，甚至能讓高度近視患者正常使用。

這些立體光學(xué)調(diào)節(jié)器可以扭曲算法識(shí)別的特定圖像區(qū)域的光線，改變它們的聚焦?fàn)顟B(tài)。

Oculus研究院科學(xué)家Nathan Matsuda, Alexander Fix和Douglas Lanman在他們的論文中總結(jié)道：

焦曲面顯示屏同時(shí)實(shí)現(xiàn)了變焦和多焦點(diǎn)概念，可以為虛擬場(chǎng)景自定義專門的圖像。我們已經(jīng)證明這種全新的相位調(diào)制SLMs能夠很好地實(shí)現(xiàn)這些概念，這都多虧了我們從數(shù)十年的自適應(yīng)圖形應(yīng)用研究中獲得的經(jīng)驗(yàn)。我們已經(jīng)展示了一個(gè)高分辨率的概念驗(yàn)證原型，并展示了一個(gè)包含關(guān)鍵焦曲面的優(yōu)化框架。

事實(shí)上，這種技術(shù)并不能完全解決視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突造成的眼壓升高等問題，Oculus更愿意將它們當(dāng)作是目前VR顯示技術(shù)和理想VR顯示技術(shù)的一個(gè)中間形態(tài)，其效果明顯好于普通屏幕，而成本和制造難度則比理想的方案低很多。

當(dāng)然，即便是這種“中間形態(tài)”的技術(shù)，我們也無法在短期內(nèi)看到它應(yīng)用到消費(fèi)產(chǎn)品中，不過它的確為解決VR顯示的終極問題提供了另一種思路。

目前，能夠?qū)崿F(xiàn)變焦的顯示屏是當(dāng)前的一大研究熱點(diǎn)，例如Magic Leap曾經(jīng)宣傳的光場(chǎng)顯示同樣是為了解決這個(gè)問題而誕生的。使用此類技術(shù)的VR產(chǎn)品所發(fā)出的光線更接近我們?cè)谧匀画h(huán)境下看到的，我們不在被動(dòng)地接收屏幕上的圖像，而是可以在具縱深感的場(chǎng)景中自由對(duì)焦觀看特定的內(nèi)容。這種技術(shù)同時(shí)還能去除VR頭顯中厚重的鏡片，讓VR產(chǎn)品真正成為VR眼鏡。

焦曲面顯示屏是一種主動(dòng)顯示技術(shù)，因此它需要眼球追蹤的支持，而后者目前同樣不是一個(gè)成熟的商用技術(shù)。同時(shí)研究者也承認(rèn)這項(xiàng)技術(shù)有一個(gè)明顯的缺陷——它很難實(shí)現(xiàn)較大的視場(chǎng)角，而視場(chǎng)角對(duì)于VR設(shè)備來說也是非常重要的參數(shù)。

下表列出了多種不同的VR顯示技術(shù)

下面介紹一下視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突：

在現(xiàn)實(shí)生活中，人眼如果想要聚焦到近處的物體，眼球的晶狀體就會(huì)發(fā)生扭曲，使得來自該物體的光線能夠正確聚焦到視網(wǎng)膜，然后我們就能看清這個(gè)物體了。而如果光線來自遠(yuǎn)處的物體，由于入射光線的角度不同，晶狀體同樣需要發(fā)生改變使得光線能夠聚焦到視網(wǎng)膜。所以，正常情況下，我們不可能同時(shí)看清具有不同縱深的物體。

上面是單只眼睛對(duì)于視覺深度的調(diào)節(jié)，而我們知道立體感則來自雙眼產(chǎn)生的視覺差。左右眼由于位置的原因看到的圖像并不是相同的，它們存在重疊的區(qū)域，也有相互獨(dú)立的區(qū)域。對(duì)于遙遠(yuǎn)處的物體，由于光線幾乎處于平行狀態(tài)，所以雙眼看到的圖像幾乎能夠完全重疊；而對(duì)于近處物體，雙眼看到的圖像則有很多不重疊區(qū)域。關(guān)于這一點(diǎn)，我們可以盯著遠(yuǎn)處的物體，然后伸出一根手指在眼前前后移動(dòng)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)手指圖像，它們?cè)谑种缚拷鼤r(shí)相互分離，在手指遠(yuǎn)離時(shí)相互靠近。

通過這兩種機(jī)制，我們就能夠判定物體與人體的大致距離了。正常情況下，這兩種機(jī)制同時(shí)存在，并且是自動(dòng)完成的。兩種機(jī)制在我們很小的時(shí)候就通過不斷訓(xùn)練形成了肌肉記憶，它們相互關(guān)聯(lián)，互相影響。而問題在于，目前的VR頭顯并不支持這種同步調(diào)節(jié)。

目前的VR頭顯將屏幕固定在我們眼前的一定位置，其距離是固定的，同時(shí)鏡片的光學(xué)特性也是固定的，這意味著VR屏幕上顯示圖像的距離無法改變。而另一方面，對(duì)于立體圖像而言，雙眼看到的圖像的重疊區(qū)域可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，這就產(chǎn)生了沖突。舉例來說，VR顯示屏視覺距離在我們眼前1m左右，我們的晶狀體就會(huì)控制聚焦1m處的物體，然后虛擬環(huán)境顯示了一座山，它的位置在我們眼前100m處，所以我們的雙眼調(diào)節(jié)又會(huì)聚焦到100m處，單眼調(diào)節(jié)的視覺深度和雙眼調(diào)節(jié)的深度并不一致，而它們?cè)緫?yīng)該是處于同步狀態(tài)的，這就產(chǎn)生了沖突，引發(fā)不適感。