提起全息顯示技術(shù)，目前市面上已經(jīng)有各種不同的方案，比如：基于高速飄浮粒子的投影方案，或是通過(guò)多層過(guò)濾器處理光線來(lái)實(shí)現(xiàn)的3D相框等等。大多數(shù)全息顯示方案的規(guī)模比較小，僅用來(lái)展示規(guī)模較小的3D模型。相比之下，從2018年開(kāi)始一家叫Light Field Lab的公司就開(kāi)始研發(fā)空間級(jí)的全息顯示技術(shù)，他們的愿景是將全息與周?chē)锢砜臻g融合，營(yíng)造一種酷似《星際迷航》中“全息甲板”的視覺(jué)體驗(yàn)。也就是說(shuō)，用全息圖像來(lái)營(yíng)造一種虛擬環(huán)境。
據(jù)青亭網(wǎng)了解，技術(shù)細(xì)節(jié)Light Field Lab成立于2017年，創(chuàng)始人包括Karafin、Brendan Bevensee、Ed Ibe，他們此前來(lái)自光場(chǎng)捕捉和顯示廠商Lytro。在2019年時(shí)，Light Field Lab曾展示其全息顯示模組，當(dāng)時(shí)該模組僅能顯示1.6億像素、60Hz刷新率的圖像。
近期Light Field Lab公布了全新的模塊化全息顯示方案SolidLight，通過(guò)排列組合，它可顯示高達(dá)25億像素以上的圖像。
據(jù)悉，Light Field Lab稱(chēng)之為有史以來(lái)分辨率最高的全息顯示方案。從公布的實(shí)拍視頻來(lái)看，其視覺(jué)效果（包括色彩等）看起來(lái)足夠生動(dòng)，雖然能看出是全息圖像，但已經(jīng)達(dá)到電影中描繪的效果。
為了展示SolidLight的效果，Light Field Lab CEO Jon Karafin帶體驗(yàn)者進(jìn)入了一間暗室，在這個(gè)房間中，布置了一個(gè)類(lèi)似于熱帶雨林的模擬場(chǎng)景，同時(shí)背景還播放了應(yīng)景的音效。在熱帶雨林中央，可以看到一個(gè)以全息形式顯示的變色龍，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變色龍，它不時(shí)會(huì)伸舌頭吃掉周?chē)纳n蠅。有趣的是，它的舌頭碰到周?chē)参飼r(shí)，植物也會(huì)開(kāi)始顫動(dòng)，好像變色龍是真實(shí)存在的一樣。
當(dāng)然，仔細(xì)觀看還是可以發(fā)現(xiàn)，變色龍是由像素組成的，而且與周?chē)膶?shí)物相比，看起來(lái)比較模糊。不過(guò)，它是一個(gè)肉眼可見(jiàn)的3D模型，你可以從多個(gè)角度查看它的外觀。
體驗(yàn)者表示，雖然全息變色龍看起來(lái)是簡(jiǎn)單的概念，但細(xì)看卻非常復(fù)雜。它可以在逼真視覺(jué)（會(huì)聚的波陣面）和虛擬（發(fā)散的波陣面）之間切換。
產(chǎn)品細(xì)節(jié)
SolidLight方案是由規(guī)模較小的子模塊組成，每個(gè)子模塊包含16kx10k的像素，尺寸為6x4英寸（15.24x10.15厘米）。每15個(gè)子模塊，可組成一個(gè)28英寸的全息顯示屏，可顯示25億顆像素。據(jù)Light Field Lab稱(chēng)，SolidLight的像素密度可達(dá)到每米100億顆像素。
Light Field Lab CEO Jon Karafin
應(yīng)用場(chǎng)景方面，Light Field Lab將瞄準(zhǔn)大規(guī)模展示（比如劇院、商場(chǎng)、娛樂(lè)中心等等），將全息顯示模塊組成規(guī)模更大的視頻墻，顯示數(shù)千億像素的3D模型，比如博物館中的恐龍等等。
據(jù)了解，SolidLight完整的交鑰匙方案包含四塊：
1，SolidLight Surface 模塊化顯示模組；
2，計(jì)算硬件，包括服務(wù)器、GPU、網(wǎng)絡(luò)與同步裝置；
3，WaveTracer：SolidLight實(shí)時(shí)或離線渲染軟件和插件；
4，后續(xù)升級(jí)與技術(shù)支持。
Karafin表示：我們的目標(biāo)是，通過(guò)逼真的全息技術(shù)改變視覺(jué)交互，并重新定義真實(shí)與虛擬。同時(shí)，我們也首次公布技術(shù)參數(shù)，我相信，它展示的是以前從未出現(xiàn)過(guò)的真實(shí)技術(shù)，因此接下來(lái)，將面向市場(chǎng)推出。目前，SolidLight開(kāi)始支持預(yù)定，預(yù)計(jì)發(fā)貨時(shí)間是明年。
從2019年開(kāi)始，Light Field Lab就開(kāi)始發(fā)售一些非量產(chǎn)的系統(tǒng)，目前已售出的系統(tǒng)可用于開(kāi)發(fā)商業(yè)應(yīng)用，預(yù)計(jì)在未來(lái)1-3年內(nèi)陸續(xù)進(jìn)入市場(chǎng)。此外，SolidLight交鑰匙解決方案開(kāi)始面向部分客戶(hù)陸續(xù)交貨，應(yīng)用場(chǎng)景包括展覽展示、零售產(chǎn)品可視化、廣告、娛樂(lè)等等。未來(lái)，Light Field Lab還將面向C端市場(chǎng)，探索量產(chǎn)的可能性。
目前在量產(chǎn)方面，Light Field Lab還需要解決成本、設(shè)計(jì)等問(wèn)題，比如：除了全息顯示模組外，SolidLight系統(tǒng)還包括GPU、FPGA等計(jì)算元件，其中FPGA是客制化的。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，未來(lái)Light Field Lab計(jì)劃開(kāi)發(fā)定制芯片，從而降低成本，用于開(kāi)發(fā)C端產(chǎn)品。
技術(shù)細(xì)節(jié)
在了解SolidLight背后技術(shù)之前，首先需要明確全息顯示的定義。通常，全息指的是記錄和投影光線的技術(shù)，比如全息防偽標(biāo)志，也是一種記錄和顯示光的方案。而通常用于形容AR、全息技術(shù)的光場(chǎng)概念，則描述了光子在空間中的移動(dòng)，以及和物質(zhì)表面的相互作用。
我們?nèi)庋勰芸匆?jiàn)周?chē)墓饩€也是同樣的道理，這些光線是光能的集合，光在進(jìn)入人眼后，會(huì)通過(guò)大腦的視覺(jué)皮層進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)化成色彩信號(hào)。換句話說(shuō)，你眼睛里看到的畫(huà)面，實(shí)際上是由一束束光線，聚焦在視網(wǎng)膜上而形成的。
在Karafin看來(lái)，理想的全息技術(shù)需要具備以下幾個(gè)特征：可跟隨觀看角度動(dòng)態(tài)變化、具有雙目視差、符合光學(xué)物理規(guī)律。也就是說(shuō)，全息圖像只位于觀看者和全息光源之間，在視線內(nèi)才能看見(jiàn)。為了實(shí)現(xiàn)逼真的全息圖像，顯示系統(tǒng)需要能渲染高分辨率場(chǎng)景，并模擬真實(shí)物體。
而Light Field Lab的技術(shù)原理是類(lèi)似于3D浮空投影，即通過(guò)投影方案來(lái)重現(xiàn)“實(shí)像”，其特點(diǎn)是生成不同視角的圖像變化，因此像真實(shí)物體一樣具有3D觀感。具體來(lái)講，SolidLight采自發(fā)光的模塊化顯示面板，面板上配備了一系列復(fù)雜的光波導(dǎo)，可用來(lái)調(diào)節(jié)密集的平行光線場(chǎng)。
據(jù)悉，SolidLight方案可準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地渲染雙目視差、光線反射和衍射等效果，而且可顯示無(wú)限焦距的全息圖像，也就是說(shuō)人眼可以聚焦在圖像上任意一點(diǎn)，有種在看真實(shí)物體的感覺(jué)。不過(guò)，當(dāng)你你伸出手觸摸時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)這是全息圖像，不是真的。
Karafin表示：你可以看到光子與物質(zhì)表面的相互作用，形成的波陣面肉眼可見(jiàn)，而且可以自然對(duì)焦。這是平面顯示屏無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，而通過(guò)Light Field Lab的全息顯示屏，觀看者不需要戴額外的眼鏡就能看到逼真的3D，而且不容易產(chǎn)生眩暈，顯示幾乎沒(méi)有延遲。
體驗(yàn)者表示：SolidLight顯示的全息變色龍是可觸摸、用手可以穿過(guò)的，此外遠(yuǎn)離全息顯示屏后，變色龍會(huì)從視線中消失。而靠近觀看變色龍時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)類(lèi)似于紗窗的效果，組成變色龍的部分像素肉眼可見(jiàn)。他表示：目前SolidLight技術(shù)在顯示尺寸、規(guī)模和密度上，還存在局限。
目前，盡管SolidLight的顯示效果還不夠完美，和真實(shí)物體的觀感依然有明顯區(qū)別，但未來(lái)其分辨率等視覺(jué)效果有望進(jìn)一步提升。實(shí)際上，在2018年時(shí)Light Field Lab僅能顯示1.6億像素、60Hz刷新率的圖像，而現(xiàn)在通過(guò)組合全息模塊，可以顯示高達(dá)25億像素以上的圖像。
從2D到3D的升級(jí)
與全息顯示技術(shù)相比，2D顯示技術(shù)更加成熟、應(yīng)用也更加廣泛。不過(guò)現(xiàn)有的2D顯示技術(shù)，在尺寸和分辨率上已經(jīng)達(dá)到一種極致，而且無(wú)法正確顯示3D內(nèi)容。因此，Light Field Lab希望通過(guò)全息技術(shù)，進(jìn)一步提升3D顯示效果。
與科幻電影中的描述不同，基于真實(shí)物理規(guī)律的全息圖像通常需要借助顯示屏（介質(zhì)）才能反射光線。比如Tupac、邁克爾·杰克遜虛擬演唱會(huì)，就是采用一種叫佩珀?duì)柣孟蟮娜⒎桨钢谱鞯模硎菍?D圖像投影到半透明的表面上，這種方案常用于馬戲團(tuán)表演、博物館、演唱會(huì)、劇院等場(chǎng)景。
而市面上的3D全息顯示屏，則是通過(guò)疊加多個(gè)平面圖像，來(lái)模擬3D模型的深度。3D電影，則是配合3D眼鏡來(lái)營(yíng)造固定的雙目視差，模擬立體觀感，不過(guò)焦點(diǎn)平面是單一的，容易讓觀眾產(chǎn)生視覺(jué)輻輳調(diào)節(jié)沖突。實(shí)際上，人持續(xù)處于動(dòng)態(tài)，因此視角也在不斷改變，大腦對(duì)于雙目視差的微小變化足夠敏感，如果雙目視差和焦點(diǎn)變化不夠自然，會(huì)讓人產(chǎn)生不真實(shí)的觀感。
相比之下，真正的全息顯示效果應(yīng)該更加自然，就像是存在于物理空間的3D場(chǎng)景那樣，這也是Light Field Lab未來(lái)的開(kāi)發(fā)目標(biāo)。Karafin表示：SolidLight展現(xiàn)了一種全新的顯示效果，它可以用光線來(lái)組成3D物體。接下來(lái)，Light Field Lab計(jì)劃通過(guò)模塊化、可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)，來(lái)顯示更大規(guī)模的全息圖像。參考：VentureBeat
