淺析「人眼解析度」VR頭顯Varjo的技術實現和挑戰

結合傳統顯示器（寬視場）和微型顯示器（高像素密度）

（映維網 2018年01月27日）對VR行業來說，Varjo可以說是一位「新人」，但這家公司顯然受到了市場了關注，因為他們迅速完成了1500萬美元的融資，並且承諾打造「人眼解析度」的VR頭顯。但這是如何實現的呢？對此，一張全新的圖解說明了Varjo頭顯背後的關鍵技術。

今天的VR頭顯主要有兩種顯示器選擇。第一種是可以在智能手機上找到的傳統顯示器。傳統顯示器的問題是像素不夠小，用戶仍然能夠知覺。第二種是微型顯示器，這能夠實現非常優秀的像素密度，但顯示器本身不夠大，無法為VR頭顯帶來足夠寬的視場。

因此，直到傳統顯示器能夠大幅縮小像素，或者微型顯示器可以輕鬆變大之前，實現「人眼解析度」對我們來說仍將是可望而不可及，亦即在高度沉浸感的VR頭顯中實現肉眼無法知覺的微小像素。

但是，Varjo希望能夠提供一種結合傳統顯示器（寬視場）和微型顯示器（高像素密度）這兩者優點的產品，從而提供一款人眼解析度的VR頭顯（至少在一小部分視場中實現）。

1. 組合顯示

Varjo官網一張最新的圖解說明他們頭顯背後的概念：

從右到左你可以看到：用戶的眼睛，一個傳統透鏡，一個運動折射光學元件（上圖），一個微型顯示器（下圖），以及一個傳統顯示器。

如你所見，折射光學元件可以把反射的微型顯示圖像移動至傳統顯示器的相應部分。藉助精確的眼動追蹤，反射的高解析度圖像將始終定位在用戶的注視點中心，同時較低解析度的傳統顯示器將會填充眼睛看不到的邊緣視圖。這與注視點渲染非常相似，但對於Varjo的技術，它幾乎就像是把像素本身移動至所需的位置，而不是在特定區域渲染更高的質量。

Varjo的示例圖像說明了傳統顯示器和微型顯示器之間的圖像質量差異：

2. 移動光學元件

當然，一個重要的問題是：如何能夠快速移動折射光學元件以可靠地匹配眼睛運動，並且同時在足夠小的空間內實現這一切，從而使其能夠適用於合適大小的VR頭顯呢？

對於前者，答案可能存在於公司的關鍵專利「Display Apparatus and Method of Displaying Using Focus and Context Displays」。這份專利描述了可能涉及到各種活動部件的「致動器」。其他線索則或許存在於Varjo的一份關於「微型機電一體化專家」的招聘啟事中。

你將負責為我們的混合現實設備設計致動器和電機控制組件…你將參與前沿電機技術的開發，並且設計創新的致動器力學以利用定製設計光學，電機和電子產品的力量，從而在微型機電一體化領域取得新突破。

職責

• 創建電機位置控制演算法。

• 設計位置編碼器系統。

• 設定電機組件的性能指標和要求。

3. 技術

這份將傳統顯示器稱為「情境顯示器」，將微型顯示器稱為「聚焦顯示器」的專利實際上涵蓋了通過各種方法來結合微型顯示器圖像和傳統顯示器圖像的一系列可能技術，包括波導，額外稜鏡，以及其他完全不同的顯示技術（如投影）。

4. 挑戰

另一個重要的問題是：光學元件的組合過程將會對反射的微型顯示器圖像和傳統顯示器圖像造成何種偽影呢？

這個專利也涉及到這個問題（這明確說明了他們需要克服偽影）；它提出了許多可以幫助消除失真的技術，包括掩蓋直接位於被反射顯示器後面的傳統顯示器區域，調暗兩個顯示器區域的接縫以嘗試創建更均勻的過渡，甚至是智能地將過渡接縫適配到渲染場景的部分，像拼圖那樣連接它們以盡量使接縫不那麼明顯。

Varjo已經提出了一系列有趣的方法來實現他們的「仿生顯示器」。當然，細節決定成敗。映維網期待能夠親身體驗他們最新的原型，並且感受具體的實際效果。

原文鏈接：https://yivian.com/news/40884.html

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