元宇宙,在 2022 年前进了几小步( 二 )


分辨率是模拟真实场景 , 通过视觉图灵测试最关键的一环 。
在智能手机和电脑领域 , 我们常常说「视网膜屏幕」 , 意思是指屏幕的像素密度(PPI , Pixels Per Inch , 每英寸像素数)到了一定程度之后 , 肉眼就分辨不清像素点 , 不过因为人眼看手机和看电脑的距离不一样 , 以及显示屏像素排列的不同 , 什么样的像素密度达到了视网膜标准其实没有准确的定义 。
沿用到 VR 领域 , 视网膜屏幕则需要引入另外的评估维度:PPD(Pixels Per Degree , 每度像素点数量) , 因为 VR 显示的视场角很广 , 通常达到了 110 度左右 , 所以即便 VR 产品采用了 4K 级别的屏幕( 4320 × 2160 , 单眼 2160 × 2160) , 那么这样 VR 显示屏幕的 PPD 就是 2160 像素÷110 度=19.6 , 这也是目前主流 VR 产品的显示效果 。
VR 或者元宇宙行业一般认为 , VR 产品的视网膜标准应该达到 60 PPD , 如果能到 120 PPD , 那真实感就会达到非常理想的状态 。 由此可见 , 现有产品和理想值之间 , 存在着不小的差距 。

Butterscotch 原型机采用了单眼 3K 分辨率的 LCD 显示面板 , 并且把视场角限制在了 Meta Quest 2 VR 头盔的一半左右 , 然后配上定制透镜 , 最终让这款原型机的显示 PPD 达到了 55 , 非常接近所谓的「视网膜屏幕」标准 。
需要说明的是 , 这里算力并非瓶颈 , Meta Quest 2 用到的高通骁龙XR2 平台早已支持单眼 3K 显示 , 主要难度在于显示面板、视场角、透镜和体积之间的矛盾 。

Butterscotch 原型机
当然 , 把 PPD 提升到 55 也让 Butterscotch 原型机付出了巨大代价 , 它的视场角狭小 , 并且异常笨重 。
在到达成熟元宇宙体验的终点前 , 我们可以回顾一下当前技术所处的位置:元宇宙显示设备(通常被认为是 VR 产品)需要通过视觉图灵测试 , 要想通过这个测试 , 需要在分辨率、显示亮度、变焦、轻薄等维度上达到一定的数值:比如 PPD 到达 60、峰值显示亮度到达 20000nits 等等 。
现在消费级产品 , 离这个门槛值还有非常长的距离 , 而能够在某一方面达标的原型机又不能兼顾其他目标 。
所幸的是 , 我们知道了长期目标 , 并分解了目标 , 还做出了好多个原型机 , 也知道前进的方向和维度 。
这难道不比单纯地描绘元宇宙场景更贴近于「进步」的真正含义吗?
消费级 VR 有何进展?一家来自中国的厂商刚刚则在消费级 VR 产品上也迈出了一小步 。
Pico 日前发布了新一代 VR 系列产品 Pico 4 和 Pico 4 Pro , 新产品最大的亮点 , 就是采用了自研的 Pancake 透镜 , 让 Pico 4 更为轻薄 。 相比于前代 Pico neo 3 , Pico 4 的重量减轻了 26.2% , 厚度降低了 38.8% , 同时电池容量没有减少 。

Pancake 透镜光学模组的厚度相比于传统的非球面和菲涅尔透镜方案 , 降低了一半(2厘米左右) , 另外 , 由于这种方案采用两片或多片透镜 , 可以实现屈光度调节(近视用户可以不用佩戴眼镜)以及改善边缘成像质量 。

菲涅尔透镜和 Pancake 透镜方案差异
当然 , Pancake 透镜的结构会更复杂 , 同时成本也更高 。
除了大为轻薄 , 将重量控制在了 295 克之外 , Pico 4 另外两个明显进步则是高清彩色透视和裸手交互 。
在我看来 , 这两个新功能 , 才是 VR 产品通往到元宇宙的两扇门 。
早期 VR 产品戴上之后 , 基本上就与世隔绝了 , 只能沉浸在虚拟世界 , 想要和现实世界联系 , 就只能摘下头盔 。
后来我们在 VR 头盔上装上黑白摄像头 , 通过拍摄外部环境并显示在 VR 屏幕上 , 让我们知道头盔外面大概是什么样的 , 不过这一批产品大多都是黑白透视 , 效果很差 。
高清彩色透视 , 其实本质上是让 VR 产品变为 XR 产品 。
虚拟世界和现实世界在 VR 头盔不再被隔断开来 , 而是有了融合的可能性 。
至于裸手交互 , 也是在现有的手柄交互上提供了更自然更天然的交互方式 , 毕竟没有什么比我们的手更灵活的了 , 而成熟元宇宙的交互当中 , 最理想的肯定不是键盘鼠标 , 触控屏幕 , 而就是我们的双手 。
有意思的是 , 高清彩色透视和裸手交互这两个新功能其实也依赖于其中那颗高通骁龙 XR2 的支持 , 这再一次证明了 , 元宇宙也非常依赖于产业协作 。
5G 怎么和元宇宙联系起来?前面聊 Meta 和 Pico 的产品 , 更多的是在元宇宙架构中设备和交互层面的进步 , 接下来 , 则是关于网络 。
在刚刚结束的世界人工智能大会(WAIC)上 , 高通展示了名为「业内首次基于 5G 切片的端边协同 XR 分离渲染技术提升无界 XR 新体验」的技术 。

推荐阅读