MagicLeap可能是什么样的技术原理?

Magic Leap的核心技术是数字光场显示技术。数字光场显示的虚拟物体所发出的光线进入人眼的方式模拟了真实世界的物体,所以可以显示出能够和真实世界无缝融合的虚拟物体,同时还可以消除其它显示技术可能造成的人眼的不适感。Magic Leap的数字光场显示技术的另一特点就是显示设备的小型化和轻量化,所以可以做成适合在日常长时间佩戴的MR设备。

光场是用来描述通过空间中每一个点和每一个方向的光的量的一个函数,因为空间中的点需要用三维坐标来描述,而方向可以用两个方向的旋转角度来描述,所以空间中的光场是五维的。如果要用平面的显示设备来展示光场,因为平面是二维的,加上两个角度方向,所以就只需要四个维度就可以描述通过空间中的一个平面的光场。

这里有个非常好的四维光场显示设备的例子。Magic Leap的先进光学副总裁Michael Klug以前是Zebra Imaging(斑马影像)的联合创始人和CTO,而Zebra Imaging开发的就是一种四维光场全息显示技术。这里有个视频展示了使用他们的技术打印出来的全息相片,当观察者移动位置或改变观察角度时看到的图像都会不同。

人眼感知看到的物体离自己的远近是通过两眼间角度的聚散和晶状体不同的聚焦程度来实现的。当前绝大多数VR眼镜还有Hololens都是通过一个平面的显示器来显示虚拟物体的,因为显示平面上所有的像素到人眼的距离都是固定的,所以人眼观察时不管虚拟物体离自己的远近如何,晶状体所需要的聚焦程度都是一致的,人眼只能通过两眼间聚散角度的不同来产生立体视觉感知距离。这就造成了人眼两种感知距离方式间的冲突,而这种冲突就会造成不适感。

对于MR眼镜来说,因为人眼可以同时看到真实物体和虚拟物体,在两种物体距离人眼一样的情况下,显示虚拟物体的平面显示器如果处于和真实物体不同的焦平面,那么人眼就无法同时看清离人眼一样距离的真实物体和虚拟物体,这就和人眼的视觉系统产生了新的冲突,人眼看到的虚拟物体就无法融入真实世界,而且会造成不适感。所以MR眼镜对显示技术的需求是比VR眼镜还要高的。