Meta秀虛擬實境頭戴裝置原型 靠人眼獲得擬真視覺感受

在稍早由Meta執行長Mark Zuckerberg，以及Meta Reality Labs首席科學家Michael Abrash進行對談中，除了透露Meta如何打造更能讓人眼獲得擬真虛擬視覺技術，同時也分享諸多過往打造對應虛擬實境、擴增實境應用需求的頭戴裝置原型設計。

欺騙人眼達成擬真的虛擬視覺

逼真的「臨場感」，一直是Meta等業者在虛擬視覺技術持續追求的發展方向，而「視覺」往往關係人腦如何建構所能認知「世界」，因此許多虛擬實境頭戴裝置在發展過程中，通常會強調畫面解析度、流暢度等特性，目的就是希望能讓裝置配戴者感受更擬真視覺影像。

例如在對應人眼1.0度數的視力情況下，約要透過8K以上解析度才能滿足左右眼的視覺呈現，背後往往會需要更高的運算效能支撐。

不過，單純將運算效能與硬體規格往上堆疊，雖然可以提高虛擬視覺體驗，但在過程中也會形成許多運算效能被用在非必要之處，例如裝置配戴者視覺感知以外範圍的影像運算，進而導致頭戴裝置為了容納更高效能運算元件，必須有更多空間放入散熱機制設計，造成頭戴裝置體積變得更大、更重。

在後來市場多數設計中，其實也透過頭戴裝置搭載的動態感測元件、視線方向識別等方式，藉此判斷裝置配戴者的視覺注視位置，藉此動態針對注視範圍強化顯示運算，視線範圍以外的影像則不會著重運算，甚至不做任何處理，讓運算效能可以集中在必要顯示內容呈現，即可呈現更完整清楚視覺，同時也能以更快顯示效率呈現影像，頭戴裝置體積也能相對縮減。

但若要真實地騙過人眼視覺，除了呈現更清晰影像，其實還有更多複雜細節必須處理，例如人眼對於不同視角、視覺聚焦位置而隨時的改變自然景深，已經因為不同互動方式產生的光影亮度表現，甚至如何重現人眼對於自然光線表現的感受，例如HDR光影效果等，背後所要處理運算細節顯然比想像還多，並非只是將3D影像搬入虛擬實境內容呈現那樣簡單，甚至隨著技術探索產生更多必須解決問題。

另外，頭戴裝置運算過程中產生配戴時的負重感，以及確保系統穩定運作時必須採用的散熱設計，其實也可能成為影響配戴者感受虛擬視覺的因素，因此許多業者也希望能進一步讓頭戴裝置體型變少，同時改善散熱系統設計。

而即便改善上述問題，電力供應與續航時間表現也會成為必須解決問題，若是透過電池方式支撐運算所需電力，甚至還必須考慮整體配戴的重量感，或是透過有線形式供電時的使用體驗是否合適。

多款原型設計

在此次對談中，Mark Zuckerberg展示名為「Butterscotch」的原型設計，將可對應足夠視覺解像力，提供視網膜級別、每度55像素表現的虛擬視覺解析度，幾乎是Quest 2解析度的2.5倍，其中更採用全新設計的混合鏡片，即可在Quest 2一半左右視線範圍情況下，對應更高影像解析度。不過，為了要呈現更高解析度，「Butterscotch」會變得相當笨重，因此難以變成可上市產品。

而名為「Half Dome」的原型設計，則是導入電子變焦設計，讓配戴者能依照視線方向產生景深視覺效果，同時也因為減少非必要運算項目，使得頭戴裝置尺寸大幅縮小，但在實際使用仍會有部分失真情況，例如眼球視角移動過快，整個虛擬實境場景就可能產生偏移，造成虛擬實境擬真體驗大打折扣。

至於「Starburst」原型設計，則是為了解決虛擬實境頭戴裝置所能對應畫面亮度過低，無法真實重現自然界高亮度反差表現，因此透過在LCD背後加上足夠明亮光源，讓虛擬實境頭戴裝置顯示畫面可以足以呈現高於標準HDR螢幕的顯示亮度，而由於供電與整體設計過於沈重，甚至需要透過兩側扶手維持穩定，因此目前仍未能將此項設計變成可實際上市產品。

針對輕巧配戴使用需求打造的「Holocake 2」，則可對應現有任何在PC上運作的虛擬實境遊戲內容，並且透過全息投影技術讓光線直接進入配戴者的眼睛，進而形成立體視覺，另外也透過偏振反射原理，讓光線能藉由反射面來回多次反射，如此一來即可時現在更小機身內達成虛擬實境影像成像，同時降低頭戴裝置整體重量。

不過，「Holocake 2」採用的是特殊規格雷射光，與一般藉由LCD、LED成像的設計不同，使得目前造價成本會變得相當昂貴，因此目前Meta仍在尋找合適、成本更低，同時使用波長不會影響配戴者視覺的雷射光，進而實現可打造類似太陽眼鏡造型，同時可對應清晰、擬真虛擬實境的頭戴裝置。

下一步驟？

從目前趨勢來看，虛擬實境頭戴裝置朝向更輕薄、更方便攜帶使用，但同時也必須對應更長時間使用體驗，以現行技術顯然仍難以實現。不過，隨著新技術導入，加上電池等技術也持續精進之下，未來預期將能讓更輕巧、容易隨身使用的虛擬實境頭戴裝置成為市場主流。

因此從Meta接下來發展來看，預期也會朝向更輕便使用，並且可讓電池續航時間拉長的方向前進。另一方面也預期會持續提升虛擬視覺感受，讓使用者能有更真實的「臨場感」體驗。

而在互動方面，除了藉由現有Touch手持控制器模擬雙手動作，或是透過手勢識別方式對應更多元操作，未來Meta顯然也會持續精進自然互動操作體驗，例如透過先前投入研究的肌電手環境行虛擬實境內的細微互動，讓使用者能有更深層的沉浸感受。

《原文刊登於合作媒體mashdigi，聯合新聞網獲授權轉載。》