揭秘Magic Leap的3D图像显示技术
创业公司Magic Leap的一份专利文档描述了一种呈现逼真3-D图像的穿戴式显示技术，3-D图像由挂在胯部的计算机驱动。
图片由美国专利及商标局提供 佛罗里达的一家名为Magic Leap的创业公司周二宣布其已获得5.42亿美元投资，投资来源于谷歌领衔的硅谷主要投资人，这些投资人致力于开发新一代增强现实硬件。这家深藏不露的创业公司尚未公开描述和展示他们的技术，并拒绝了采访请求。但是专利和商标文档揭示了Magic Leap计划实现的一种技术，这种技术被此公司CEO和创始人Rony Abovitz称为“世界上最自然最人性化的穿戴式计算界面。” 该文档描述了复杂的显示技术，该技术比现有虚拟现实显示技术（如Oculus Rift）更让人类视觉系统觉得接受到的虚拟物体是真实的。大多数设备使用的显示技术只能显示平面的2-D图像。头戴式设备如Oculus Rift通过给双眼显示不同图像让你的大脑误以为接收到深度信息，但你的眼睛一直是盯着眼前的一个平面屏幕。 当你观看一个真的3-D场景，你的眼睛聚焦的深度是随你观看的物体与你的距离不同而变化的。“如果我们不考虑聚焦的问题，我们获得的体验就不是那么真实，”在斯坦福大学主管计算图像研究组的Gordon Wetzstein说。 Magic Leap的专利提出了一种替代的方法。他们描述了一种显示技术，这种技术生成的光线的3-D图案与我们的眼睛从周围的真实物体上看到的相同，这被称为“光场”。Wetzstein和其他研究者们已经证明了，这种技术能让眼睛聚焦到人工3-D场景的不同深度，就像眼睛聚焦真实世界中的物体的深度一样——这产生出一种更加真实的虚拟物体与真实世界合并的错觉。 今年早些时候，Wetzstein和同事们使用这种技术生成出显示图像，能让被试者在不戴平时所戴的矫正眼镜的情况下，能清楚地阅读文字（见《让你和眼镜说再见的原型展示》）。他过去研究基于类似方法的无眼镜3-D显示技术。去年，芯片公司Nvidia的研究者们也演示了一种基于光场的基础穿戴式显示系统。 七月的一份商标文档将Magic Leap的技术描述为“穿戴式计算机硬件，即一种包含动态光场显示的光学显示系统。” Magic Leap的一份专利描述了这样一个绰号叫“WRAP”（waveguide reflector array projector）的设备会怎样运行。显示系统由许多弯曲的小镜面组成的一个阵列构成。光通过光纤传到镜面阵列，每个小单元反射这束光的一部分来生成3-D空间中一个特定点的光场。镜面阵列可能是半透明的，以使人同时能看到真实世界。 多层小镜面将使显示系统能生成虚拟物体在不同距离的错觉。尽管如此，Magic Leap的专利也称，如果单层镜面在“磁流体”中组合，单层镜面也足以达到所需的效果。这能使镜面可用磁场重编程控制，能快速显示徐不同深度的点，快到足以骗过眼睛，就像动画里许多单幅画面快速变化一样。 Magic Leap的最大挑战或许在于找到一种将显示设备生成的虚拟3-D物体与人眼所见的真实世界无缝结合的方法。Wetzstein说，要实现这个目标要求系统感知3-D世界并准确理解人在看什么和被看的物体的准确位置。 Magic Leap的一项专利涵盖了将运动传感器和眼动仪用于穿戴式显示设备以探知人眼聚焦深度。但是Wetzstein说，他尚不知有人曾证明一套穿戴式系统可以跟踪人眼聚焦的距离。 Magic Leap的另一份专利文档说，摄像机、红外传感器和超声波传感器可用于感知人周围的环境，并识别手势。深度传感相机现在相对价格低廉且体积小（见《英特尔称3D平板电脑和笔记本指日可待》）。但Wetzstein说，为了达到非常真实的增强现实，Magic Leap很可能需要在穿戴式设备的计算机视觉软件上有大突破来向世界证明自己。“他们需要非常强大的，在你的头戴式设备上运行的3-D图像识别系统。”他说。这家公司正在招募芯片设计和制造方面的专家，显然是想制造处理图像数据的特制芯片。专用芯片将让工作更高能效，这对于穿戴式设备很重要。Magic Leap已经聘用了Gary Bradski，计算机视觉研究和软件方面的先锋，Wetzstein指出。Magic Leap也同时在招募激光、移动和无线电子设备、相机、制造供应链管理、3-D传感、人工智能，以及游戏开发方面的人才。 总而言之，要实现高度的增强现实，很多Magic Leap需要的潜在技术已经被证明，Wetzstein如是说。但是这家公司必须将这些技术用尚未有人成功实现过的方式进行改进并结合在一起。“我想人们已经开始意识到这是电子产品制造的未来，”他说，“但这需要面对光学、电子、算法、和人眼视觉系统知识方面的很大的挑战。”
译自：http://www.technologyreview.com/news/532001/how-magic-leaps-augmented-reality-works/ |
