作者丨拉燕 好困 如願

来源丨新智元

【导读】在元宇宙里，假如技术跟不上，别的都白扯。这不，小扎带着4款头显模型来了。

当小扎一口气掏出4台VR模型机的时候，我们就知道，他玩儿真的了。

如果说之前搞元宇宙是噱头的话，那当小扎把这些「硬通货」掏出来...

咱就只有膜拜的份儿了。

‍‍从小扎的笑容上看，应该是信心满满。

视觉图灵测试：四大挑战，一一攻破

距离Meta改名也快一年了，然而大家齐聚元宇宙的愿景还在地平线上。

很大一部分原因在于，VR头显的核心——显示器，实在是太过原始了。

在过去十年中，这个小东西几乎毫无进展：两个分辨率不咋高的屏幕连接在镜头后面，试图欺骗眼睛看到的是一个3D的世界。

显然，我们需要更加新型的显示器，能匹敌人类视觉的那种。

不过，在探究下一代VR头显之前，我们还需了解一个新词——「视觉图灵测试」。

虽然名字看起来很新鲜，但实际上和艾伦·图灵在1950年提出的图灵测试差不太多，只是换到视觉领域罢了。

也就是用来评估VR设备中显示的画面是不是「一眼丁真」（是否能与真实世界的内容区分开）。

具体来说，VR设备必须满足以下四个特征才能通过测试：

1. 达到与视网膜视觉相当的分辨率

2. 能够对虚拟物体进行自然的对焦

具体来说就是，用户可以自由切换画面中任意距离上的物体的焦点，并同时产生相应应的景深效果。

3. 能够补偿镜片造成的光学失真

4. 支持HDR，即覆盖更广的色彩和支持更高的对比度

Butterscotch：直逼人眼的清晰度，人人视力1.0

首先亮相的是Butterscotch的模型。

这款头显牛就牛在，它的成像质量接近视网膜（near-retina-quality）。像这种质量的高端头显一般只能在Varjo这种专注VR设备的公司做出来。

多提一句Varjo，这是一家芬兰的公司，由前诺基亚和微软高管在2016年成立。这家公司最大的特点，就是高清晰度——媲美人眼。

但是，Varjo行，Meta现在不行。甚至可以说，Meta离「行」还差得远，很远的那种远。

想要实现这种设计，相当于需要把Meta Quest 2的110度视野减半。但是也会将Quest 2头显每只眼睛1832×1920像素的清晰度放大2.5倍，让佩戴者的视力提升到1.0。

小扎表示，Butterscotch能在每一视场度（field-of-view degree）上提供大约55像素。比视网膜标准的60像素低一点，比Varjo的64像素也低一点。

Half Dome：别名「灵活变焦器」

接下来出场的Half Dome则是另一款长期在做的原型。

这款头显的亮点是可以根据用户的实现来移动焦平面。这些用来变焦的光学器件在2017年一开始是一个笨重的机械系统，后来改用了液晶透镜系列。

而根据Meta的内部研究，这项技术可以在虚拟世界中打造出更能以假乱真的深度错觉。

在Half Dome系列中，Meta首先探索了一种变焦设计，该设计使用机械移动的显示器来改变显示器和镜头之间的距离，从而改变图像的焦深。

而在之后，该团队又转向了固态的电子系统，从而使变焦光学系统变得更加紧凑和可靠。

Starburst：照亮黑夜，20000nit大杀器

Starburst这款VR头显的实现难度更大，甚至比上面提到的Butterscotch还大得多。但是，落地越难，性能越强。

这款头显的设计稍显笨重，甚至重到需要手柄来支撑它的重量。同时，它配备有一个功能强大的灯，能提供约20000nit亮度的HDR光照。

屏幕的亮度以nit为单位。现代HDR电视能达到数千尼特，但是Quest 2仅达到100尼特。

小扎表示，这款产品很难说得上实用，我们的第一代产品肯定不能造这个。我们把它当作实验床，可以用作之后的研究和学习。

我们做这个的目的，就是为了找到那条正确的路。看看哪些技术路径能帮我们真正帮助我们在虚拟现实领域取得有意义的进步。

Holocake 2：VR「轻薄」款头显

而Holocake2这款产品的努力方向则完全不同。

相比于Starburst的厚重，Holocake的目的是把VR头显做轻、做薄。

毕竟，都叫「cake」了，太厚重了多腻歪啊。

这款头显是2020年设计的一款基于全息光学技术的设备的下一代。全息光学技术可以使光弯曲，这样就能用一块平坦的板子来代替厚重的折射透镜。

最终做出来的成品可能跟普通的太阳镜差不多厚。然而Meta现在还在研究，怎么能开发一种独立的光源给镜片供电。几乎可以确定的是，得用激光，而不能用平常的OLED。

小扎表示，「我们将会做很多工程来实现切实可行的激光器，满足我们的规格。当然还得保证安全性、低成本、高效率、个头大小正好能装进VR头显里去。」

不过老实讲，现在激光也确实不好搞。

为了在现阶段做到足够轻便，Meta采用了Pancake镜头，如此便能够显著地缩短显示器和镜头之间的距离（下图中间）。

毕竟，相比于八字还没一撇的全息镜头，采用Pancake结构的Cambria VR头显都已经快上市了。

三种镜头的比较

Holocake 2是一款功能齐全的PC VR头戴设备，在视野、分辨率和眼框方面可与Meta Quest 2相媲美，而且外形更薄。

不同的是，Holocake 2需要有线连接，而且也没有集成计算单元和冷却装置。

这大概就是轻薄的代价吧。

Mirror Lake：Meta的终极杀手锏

说到底，刚才的这些原型只是针对单一的测试。

而Meta的最终目标，是实现将各种通过视觉图灵测试（Visual Turing test）所需的视觉元素，整合到一个轻量级、超薄和低功耗的VR头显中。

为此，团队设计了一款名为「Mirror Lake」的原型，基于先前提到「Holocake 2」的架构，并通过全息透镜去实现这种「类似滑雪镜的外形」。

与此同时，还将融入Meta在过去7年中所有的先进视觉技术，例如眼球追踪、可变焦点等等。此外，「Mirror Lake」还额外支持镜片附件。

据说「Mirror Lake」还提供了新的穿透技术和外部显示器，可以向外界展示用户的眼睛和脸。

「Mirror Lake」设计的关键在于，全息投影技术让各个组件变得又薄又平。不仅变焦技术相当扁平，用于「Holocake」的所有全息胶片、失真修正和眼球追踪技术也都是一样。这意味着最终产品可以容纳更多功能，同时拥有比任何现有头戴式装置都来得小巧的机身。

Meta现实实验室部门的首席科学家Michael Abrash表示：「Mirror Lake展示了完整的下一代显示系统的样子。」

敲黑板！

首席科学家Michael强调，「Mirror Lake」目前仍只是一个概念机，且Meta还未制作出功能齐全的头戴式装置，以证明这个架构确实可行。如果未来可成功制作出这种头戴式装置，将会为VR视觉体验带来革命性的变化。

在所有VR原型机中，「Mirror Lake」距离商业化仍是最远的，所以如果其他显示技术被证明更有前景，它可能会被放弃，转而支持其他显示技术。

整点实在的？

还记得前段时间小扎亲自试戴的那个「马赛克」设备么？

视频中，小扎「口吐芬芳」、「小手一挥」，真叫是吹了仙气、又施了魔法，咻的一下，一只幻彩的小精灵就跳进了我们的眼帘。

而小扎全程也是一脸傻笑。

近日，Lynch在他的Patreon页面上发布了8个似乎是Project Cambria示意图的CAD文件。

其中显示了一些有趣的功能，包括前面的表盘（可能用于调整镜头）侧面的夹子（可能用于 Oculus Link）和后面的可见电缆，可能将电池连接到前面的组件。

不过，很遗憾，这个「羞答答的美人」Project Cambria仍然没有产品名称、具体的发布窗口或确切的价格。

但扎克伯格曾表示，Project Cambria将在「今年晚些时候」推出。

虽然还需静候「美人」出场，但至少相比于那些遥遥无期的原型机来说，这款VR头显估计很快就能入手了（不考虑价格的话）。

参考资料：

https://mixed-news.com/en/next-gen-vr-meta-shows-its-latest-headset-protoypes/

本文仅做学术分享，如有侵权，请联系删文。

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