景深与立体兼备，光场虚拟现实头戴设备来了！
虚拟现实俨然已经成为下一个热门的技术潮流了。目前，虽然虚拟现实设备还没有进入大众消费者的视野，但各种虚拟现实设备还是如雨后春笋般涌现出来，虽然他们距离成熟的商业应用都还有不少距离，需要做的工作还有很多。
最近，来自斯坦福大学和英伟达的研究者们研制出了一台虚拟现实原型机，为虚拟现实技术的发展做出了新的贡献。为什么这么说呢？因为这台原型机使用了光场技术。
所谓的光场，就是指光在每一个方向通过每一个点的光量。使用光场技术，让这台虚拟现实原型机得以模拟出像人类的眼睛那样，可以基于距离对物体进行聚焦的效果。
通常，虚拟现实头戴设备都是使用「立体」技术——即把两幅角度略微不同的画面叠加到你的眼前，从而创造出三维立体的幻觉。但是，由于原始画面是平面的，使用中很容易造成用户的眼部疲劳。
「我们感知现实世界的方式要远比立体成像技术复杂得多，」斯坦福大学电气工程助理教授 Gordon Wetzstein 在一次采访中说道。「我们的眼睛可以在任何距离下聚焦。即使只用一只眼睛，我们也能看到 3D 场景，而这只要通过眼球聚焦就可以做到。」
斯坦福大学和英伟达联合发明的这台原型机，其原理是在用户的每只眼睛前面产生景深感，然后结合立体技术，将兼具景深和立体的画面呈现到使用者的眼前。原型机使用了 2 片透明的 LCD 屏幕进行堆叠，从而产生光场效应。画面透过堆叠的 LCD 屏幕后，眼睛就能获得景深的感觉了。它就像在你的每只眼睛前面放置了一副全息图像，能让用户观看到具有深度感的虚拟世界。
这台原型机可以连接到一台配备了英伟达 Maxwell 架构显卡的桌面 PC 上。用来运算头盔所有图像的算法是基于英伟达 CUDA 编程语言的。
神秘的初创公司 Magic Leap——其主攻方向为增强现实，而不是虚拟现实——声称他们也使用光场技术实现了对逼真数字化场景的重现，但该公司并没有公开关于如何实现的任何细节。
不过，创造景深不是虚拟现实设备面临的唯一挑战。虚拟现实头戴设备也需要极高的分辨率和尽可能低的延迟。Wetzstein 制造的的这台虚拟现实原型机所使用的部件，大部分都是现成的，还不能够提供非常高的分辨率和极低的延迟。而据报道，在获得 Facebook 数十亿美元投资后，Oculus Rift 头盔的最新版本已经解决了分辨率和延迟方面的问题。
Wetzstein 从 2010 年就开始了光场显示技术的研究，不过研制这台原型机还是在 1 年前进入斯坦福大学以后。Wetzstein 将会提交一篇论文，并且在下周举办的 2015 年 SIGGRAPH 新兴技术大会（SIGGRAPH 2015 Emerging Technologies conference）上演示这台原型机。研究者们即将拿出的原型机是第三代的版本。「这是我们用目前为止从易趣和 3D 打印商那里能买到的现成的最好的组件制造的。」Wetzstein 说道。
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