硅谷初創(chuàng)公司Light Field Lab展示SolidLight全息顯示平臺(tái)

    我們生活在一個(gè)滿是2D顯示器的世界中，但Light Field Lab希望幫助我們逃離這里。日前，這家硅谷初創(chuàng)公司展示了名為SolidLight的全新顯示平臺(tái)，并表示這是有史以來(lái)最高分辨率的全息顯示器。

    是的，漂浮在空中的小型變色龍比《星球大戰(zhàn)》中萊婭公主的偽全息圖更為逼真。盡管要在質(zhì)量方面優(yōu)于1977年的電影并不難，但要?jiǎng)?chuàng)造出真正的全息圖，你一般需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。

    Light Field Lab 是一家硅谷創(chuàng)業(yè)公司，該公司專注于全息顯示設(shè)備，并一直宣傳自身的“全息甲板”概念。如今這家公司專注于將 3D 全息顯示屏的模塊化，支持自由拼接成更大的顯示屏，與平時(shí)我們所見到的商場(chǎng)或活動(dòng)上的 2D 拼接屏概念。

    日前，Venturebeat記者拜訪了Light Field Lab位于加州圣何塞的總部，采用了首席執(zhí)行官喬恩·卡拉芬(Jon Karafin)和體驗(yàn)了所述的全息顯示平臺(tái)。

    對(duì)于上面的變色龍演示，團(tuán)隊(duì)增加了人造叢林般的植物和匹配的音響效果來(lái)營(yíng)造氣氛。位于正中間的是全息變色龍。你可以看到，它稍微移動(dòng)身體，然后伸出舌頭獵殺一只蒼蠅，而這造成了塑料植物的震動(dòng)。如果仔細(xì)看，它有點(diǎn)模糊，比周圍的環(huán)境更加像素化。不過(guò)，它是一個(gè)3D全息對(duì)象，所以你從不同角度來(lái)查看變色龍。

    1. 規(guī)格

    演示看起來(lái)十分簡(jiǎn)單，但幕后卻異常復(fù)雜。據(jù)悉，這項(xiàng)研究已經(jīng)進(jìn)行了至少四年時(shí)間。

    卡拉芬說(shuō)道：“這令人感到非常興奮，因?yàn)楹荛L(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，我們一直在尋找一種能夠用光線創(chuàng)建對(duì)象的全新方法。我們可以向你證明我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)，現(xiàn)在我們要擴(kuò)展它以構(gòu)建更大的對(duì)象�！盠ight Field Lab必須用產(chǎn)生全息圖的小型子模塊/全息磚塊來(lái)組裝顯示器，亦即SolidLight Surface。每個(gè)子模塊/全息磚塊是16K×10K像素，而子模塊/全息磚塊的顯示表面是6英寸乘4英寸。

    卡拉芬指出：“這是我們第一次公布這項(xiàng)技術(shù)的規(guī)格�！�

    通過(guò)將15個(gè)全息圖子模塊/全息磚塊組合在一起，團(tuán)隊(duì)可以組裝一個(gè)28英寸的全息顯示器。它可以用25億像素來(lái)生成全息對(duì)象，并將其縮放到28英寸的顯示空間之內(nèi)。圖像的密度約為每米100億像素。你可以從不同的視角查看變色龍，而當(dāng)你轉(zhuǎn)離顯示器時(shí)，這個(gè)全息生物就會(huì)從視線中消失。當(dāng)然，如果走近一點(diǎn)，你可以看到“紗窗效應(yīng)”和像素化效果。對(duì)于這種全息圖像，團(tuán)隊(duì)在大小、比例和密度上進(jìn)行了權(quán)衡。

    Light Field Lab現(xiàn)在正在接受SolidLight系統(tǒng)的預(yù)訂，并計(jì)劃明年發(fā)貨。他補(bǔ)充道：“在接下來(lái)的幾年里，你將看到我們第一批客戶的安裝。”

    這家公司的目標(biāo)是利用子模塊/全息磚塊創(chuàng)建模塊化的全息視頻墻，并投射出巨大的3D對(duì)象，如博物館中的恐龍。隨著時(shí)間的推移，團(tuán)隊(duì)希望以每米100億像素的分辨率建造視頻墻，從而在劇院、商店和娛樂(lè)中心等場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)巨大的全息顯示平臺(tái)。

    卡拉芬表示：“你將能在非常巨大的環(huán)境中看到這種類型的體驗(yàn)�！�

    2. 技術(shù)

    全息圖是光的記錄和投影。

    我們周圍的一切都是眼睛可見且可由大腦視覺皮層處理的光能的集合。“光場(chǎng)”定義光子如何在空間中傳播以及如何與材質(zhì)表面相互作用。我們?nèi)庋鄹兄�的�?duì)象是聚焦在我們眼睛后面的一束束光。

    Light Field Lab的技術(shù)通過(guò)生成大量的視角來(lái)在屏幕外重新創(chuàng)建光學(xué)物理所稱的“真實(shí)圖像(Real Image)”。視角會(huì)隨著視點(diǎn)和位置的變化而正確變化，就像現(xiàn)實(shí)世界一樣。這是通過(guò)一個(gè)直接發(fā)射的模塊化平板顯示表面與一系列復(fù)雜的波導(dǎo)耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，波導(dǎo)會(huì)對(duì)密集的準(zhǔn)直光線場(chǎng)進(jìn)行調(diào)制。通過(guò)這種實(shí)現(xiàn)，當(dāng)在任何方向移動(dòng)時(shí)，你可以保持合適的運(yùn)動(dòng)視差，以及反射和折射行為。你的眼睛可以自由聚焦全息對(duì)象。結(jié)果是大腦將其感知為“真實(shí)”。換言之，Light Field Lab創(chuàng)建了一種無(wú)需頭戴設(shè)備的真正全息圖。

    顯示器沒有頭部追蹤，沒有暈動(dòng)癥，沒有延遲。

    卡拉芬解釋說(shuō)：“你不是看到一只鳥或一朵花。你看到的是光子與材料屬性相互作用。最終，我們看到的是一個(gè)人眼可以自由聚焦的波前。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)槟愕难劬δ軌蜃匀痪劢�、�?huì)聚和調(diào)節(jié)。這是平板顯示器永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的事情。所以，我們消除了頭戴式設(shè)備和其他所有配件，我們可以直接創(chuàng)建真實(shí)對(duì)象。”

    Light Field Lab的技術(shù)將尺寸、分辨率和密度結(jié)合起來(lái)，以投射出在物理空間中精確移動(dòng)、折射和反射的SoligLight對(duì)象。

    直接發(fā)射的模塊化SolidLight Surfaces形成密集會(huì)聚波前，光子分辨率達(dá)到數(shù)十億像素。SolidLight不受設(shè)備限制，并希望幫助用戶看到脫離屏幕且與現(xiàn)實(shí)難以區(qū)分的數(shù)字對(duì)象。當(dāng)然，現(xiàn)在的數(shù)字對(duì)象可以區(qū)分辨認(rèn)，但在未來(lái)，技術(shù)的效果會(huì)變得更好。作為說(shuō)明，在2018年的時(shí)候，子模塊/全息磚塊只能展示60Hz的1.6億像素圖像。

    Light Field Lab已經(jīng)開始向客戶提供SolidLight交鑰匙解決方案，從而幫助他們創(chuàng)建產(chǎn)品展示。實(shí)時(shí)交互則由Light Field Lab專有的WaveTracer硬件和軟件提供支持，然后全部整合成由SolidLight Surface組成的全息視頻墻。

    SolidLight Surface可擴(kuò)展，從而適應(yīng)廣泛的下一代娛樂(lè)、廣告和商業(yè)應(yīng)用。Light Field Lab正著眼于大規(guī)模生產(chǎn)以支持消費(fèi)市場(chǎng)。

    卡拉芬說(shuō)：“只有當(dāng)你伸手去觸摸一個(gè)SolidLight對(duì)象時(shí)，你才會(huì)意識(shí)到它其實(shí)并不存在。SolidLight重新定義了何謂真實(shí)，并重塑了視覺傳達(dá)、觀眾參與度和客戶體驗(yàn)。我們的使命是重新定義視覺傳達(dá)�！�

    3. 起源

    這家公司由卡拉芬、布倫丹·比文思(Brendan Bevensee)和埃德·埃比(Ed Ibe)于2017年成立，使命是通過(guò)創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)在光場(chǎng)技術(shù)創(chuàng)新方面的集體專業(yè)知識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)全息未來(lái)。值得一提的是，團(tuán)隊(duì)過(guò)去曾供職于光場(chǎng)捕獲和顯示制造商Lytro。

    Light Field Lab是在沒有大量資源的情況下完成了這一最新里程碑。團(tuán)隊(duì)有25名全職員工和另外25名合同工。到目前為止，公司的融資額為3500萬(wàn)美元，投資者包括Khosla Ventures，三星旗下的Samsung Ventures，Verizon Ventures，Comcast康卡斯特，Liberty Global Ventures，BoschVentures (RBVC), Taiwania Capital，NTT DoCoMo Ventures，Hella Ventures，AVG，R7 Partners和ACME Capital。

    4. 更好的顯示器

    我們的電視和其他顯示器已不再具有科技感。隨著今天的2D平板制造商在顯示尺寸、分辨率和密度方面幾乎達(dá)到了極限，Light Field Lab希望通過(guò)全息體驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的顯示器。

    每個(gè)28英寸的SolidLight Surface面板為全息對(duì)象體三維貢獻(xiàn)了25億像素，而模塊化的SolidLight Surface最終可以擴(kuò)展以創(chuàng)建任意大小的顯示器，并顯示數(shù)千億像素的體驗(yàn)。

    Light Field Lab于2019年開始銷售預(yù)生產(chǎn)系統(tǒng)，并已售罄�？蛻糸_始使用它們來(lái)開發(fā)自己的商業(yè)應(yīng)用，并可能在未來(lái)一到三年內(nèi)開始出現(xiàn)。

    SolidLight對(duì)象可同時(shí)視為光學(xué)真實(shí)對(duì)象(會(huì)聚波前;屏幕外和自由空間對(duì)象)和虛擬對(duì)象(發(fā)散波前;屏幕內(nèi))，具體取決于呈現(xiàn)的內(nèi)容和系統(tǒng)配置。與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)硬件相比，你不需要穿戴任何頭顯。

    但它涉及科技含量并不遜色。每個(gè)顯示器后面都有一臺(tái)包含眾多GPU和FPGA計(jì)算機(jī)，從而為呈現(xiàn)視覺效果提供處理能力。FPGA屬于定制設(shè)計(jì)，但一旦公司改進(jìn)了技術(shù)并將其制成定制芯片，價(jià)格就會(huì)下降。

    5. 真正的全息

    科幻電影給了我們?nèi)R婭公主，我們可以在科切拉看到一個(gè)虛擬的圖帕克。但這并不是真正的全息圖。

    光學(xué)物理定義的“真實(shí)圖像(Real Iamge)”可以通過(guò)具有大量隨視點(diǎn)和位置變化的場(chǎng)景視角的全息顯示器重新創(chuàng)建。全息顯示器允許你在任何方向移動(dòng)頭部，而且運(yùn)動(dòng)視差保持不變。

    卡拉芬表示，當(dāng)反射和折射行為正確時(shí)，大腦會(huì)說(shuō)“這是真實(shí)的”。但要實(shí)現(xiàn)這種全息現(xiàn)實(shí)，全息顯示器必須提供高分辨率且隨著視角和位置的變化而變化的場(chǎng)景信息，從而模仿真實(shí)世界。

    真實(shí)全息圖的夢(mèng)想已經(jīng)引發(fā)了大量的嘗試。不過(guò)，你所看到的大多數(shù)全息顯示內(nèi)容實(shí)際只是其他平面2D顯示技術(shù)的變體。真正的全息對(duì)象只存在眼睛和全息光源之間看到。

    科幻作品可以做到不可能的事情，但遺憾的是，現(xiàn)實(shí)物理并不允許。真正的全息技術(shù)需要一個(gè)顯示表面來(lái)投射全息光，否則，一切都只是視覺幻想。

    例如，佩珀?duì)柣孟蠼栌善矫娌Ａ�與特定的光源技術(shù)來(lái)令物體出現(xiàn)，消失或變形。這種“全息顯示”可追溯到19世紀(jì)中期，并在嘉年華會(huì)、博物館、音樂(lè)會(huì)和劇院廣受歡迎。佩珀?duì)柣孟笃�今依然非�；钴S，不少名人都是通過(guò)這種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)“復(fù)活”，比如說(shuō)邁克爾·杰克遜。

    立體3D顯示是另一種錯(cuò)覺。3D電影和3D電視依靠眼鏡將兩個(gè)平面圖像接在一起，每只眼睛的視點(diǎn)略有不同。但這種影像沒有運(yùn)動(dòng)視差，而且你在屏幕上的對(duì)焦不正確，因?yàn)闊o(wú)論視角如何，每個(gè)像素都輻射相同的左眼或右眼圖像。

    換言之，當(dāng)你在立體顯示器上移動(dòng)時(shí)，所感知的幾何體會(huì)跟隨觀看者，從而導(dǎo)致扭曲和痛苦的差異。作為人類，即使是坐著，我們都在不斷地運(yùn)動(dòng)，任何微小視差變化的缺失都會(huì)告訴大腦我們所看到的并非真實(shí)。屬于這一類別的顯示器示例包括RealD、IMAX 3D和一系列的消費(fèi)類3D電視。

    真正的全息顯示則更令人印象深刻，給你一種全息對(duì)象是固體物的感覺。至少這是卡拉芬所期望的未來(lái)。

    卡拉芬希望向你呈現(xiàn)非扁平的，脫離屏幕的的真正全息對(duì)象。團(tuán)隊(duì)感到非常興奮，并斗志滿滿地帶領(lǐng)公司進(jìn)入一個(gè)新市場(chǎng)。幸運(yùn)的話，疫情終將消散，而我們會(huì)重新回到商場(chǎng)，電影院和博物館，并感嘆全息技術(shù)的驚人未來(lái)。