在我第一次听说CREAL技术的四年多之后，CREAL的光场显示仍然是将光场技术带入沉浸式头戴式显示设备中最有趣和最具前景的解决方案之一。在2023年AWE大会上，我有机会亲眼目睹了该公司的最新技术，并深切地感受到了光场在增强现实头戴设备中的沉浸意义。

聚焦的多种方式
首先，让我们简要回顾一下。与大多数头戴式显示设备中使用的典型显示屏相比，光场是一种根本不同的光线呈现方式。其主要区别在于你的眼睛如何聚焦于虚拟场景。
你的眼睛有两种聚焦方法。大多数人熟悉的一种是双眼汇聚（也称为立体视觉），即通过两只眼睛同时指向同一个物体，将该物体的重叠视图聚焦起来。这也是使物体对我们呈现立体感的原因。
但是每只眼睛也可以以不同方式进行单眼聚焦，通过弯曲眼睛的晶状体以聚焦于不同距离的物体，就像一个只有一个镜头的相机一样。这被称为调焦。
汇聚-聚焦冲突
大多数XR头戴设备目前支持汇聚（立体聚焦），但不支持调焦（单眼聚焦）。你可能听说过这被称为汇聚-调焦冲突；在行业中也被称为“VAC”，因为这是头戴显示设备的一大挑战。
“冲突”的原因是，通常情况下，眼睛的汇聚和调焦在一起协调工作，以实现对你想看的物体的最佳聚焦。但在一个支持汇聚但不支持调焦的头戴设备中，你的眼睛需要将这些通常同步的功能分解为独立的功能。
这可能不是你能“感觉到”的东西，但这就是为什么在头戴设备上很难聚焦于非常近的物体的原因，尤其是你想近距离检查的手中的物体。
汇聚和调焦之间的冲突不仅会给你的眼睛带来不适感，而且以一种令人惊讶的方式剥夺了场景的沉浸感。

CREAL的解决方案
这就是我们再次回到CREAL的原因，该公司希望通过光场显示解决汇聚-调焦冲突。光场显示以与我们在现实世界中看到的方式构造光线，使眼睛的汇聚和调焦这两种聚焦功能能够像通常一样同时工作。
在本周的2023年AWE大会上，我有机会亲眼目睹该公司最新的光场显示技术，并得到了一种沉浸感，这是我之前在任何其他增强现实头戴设备上所没有体验到的。
我之前看过CREAL的静态台面演示，它通过镜头向一只眼睛展示了漂浮的静态图像，展示了你确实能够在不同深度上进行聚焦（调焦）。但直到你用双眼和头部追踪来观看光场时，你才真正能够看到这种魔力。而这正是我在本周的AWE大会上所做的。

在一个有些笨重的概念验证增强现实头盔上，我可以看到公司的光场显示在其自然环境中——沉浸地浮现在我面前。让我印象深刻的是当我伸出手时，一个小小的虚拟乌龟飘过来停在我手掌上的场景。尽管它是半透明的，分辨率并不高，颜色也不准确，但感觉…奇怪的真实。
多年来，我见过各种各样的沉浸式XR体验，现在在手上拿着东西听起来已经变得平庸了。但正是这只小乌龟的外观方式——感谢光场使得我的眼睛可以像在现实世界中一样聚焦在它上面，使它在其他头戴设备上所没有的那种真实感更强烈。就像它真的在我手上一样。

这个技巧的关键在于，由于光场的作用，当我将目光聚焦在我手上的乌龟上时，乌龟（虚拟）和我的手（真实）都能够保持正确的对焦——这是传统显示器所无法实现的——使我的手和乌龟更像是同时存在于同一个空间中。在我面前。
仅通过文字描述是难以准确解释它是如何出现的；Creale的这段镜头录制的视频能够给人们一些想法，但无法完全展示它相比其他AR头戴设备增加了多少沉浸感：

这是一种微妙的感觉，这种额外的沉浸感可能只对我紧靠或更近的物体产生有意义的影响——不过话又说回来，这一距离是物体最有可能让我们感到真实的地方，因为它们在我们仔细监视的个人空间内。
数字化处方
除了增加视觉沉浸感外，光场显示还有望解决另一个关键问题，即视力矫正。如今大多数XR头戴设备都不支持任何类型的处方视力矫正，这对于可能超过半数人口来说意味着他们在使用这些设备时要么需要戴上他们的矫正眼镜，要么购买一种夹片式镜片，要么忍受模糊的画面。
但光场的特性意味着可以为虚拟内容应用与用户矫正处方完全相匹配的“数字化处方”。而且由于是数字化处理，这可以在使用过程中即时完成，这意味着同一款头戴设备可以根据不同的用户切换数字矫正视力设置。这样做的好处是，有和没有戴眼镜的用户之间，虚拟图像的焦距可以与实际世界的图像保持一致。
继续阅读第2页：“更可接受的外观” »

更可接受的外观
（照片来自Road to VR）
虽然我佩戴的头戴式原型设备令人印象深刻，但这并不是Creale正在展示的最新产品。该头戴设备为光场本身提供了一个概念验证，但显然使用了庞大的硬件和光学部件，不适合安装到实用的头戴式设备中。
为此，该公司现在展示了它可以使其光场显示与任何标准镜片配合工作，这是通过光学涂层实现的，它充当了将虚拟图像传送到眼睛的“镜片”。
（照片来自Road to VR）
这种方法使得镜片更透明，并且更适合常见的眼镜尺寸——这对于社交接受度而言非常重要，而社交接受度对于任何在家外使用的头戴设备都是重要的。此外，Creale表示，光学涂层可以应用到现有的眼科镜片上，这意味着标准的矫正眼镜镜片可以作为显示设备的基础。
考虑到传统的眼科镜片已经在规模上进行制造，并且在成本、耐用性、社会接受度等方面已经是一个已知的量，这是一个重要的优势。
仍存在挑战
但与其他头戴设备上的传统显示屏相比，Creale的光场显示仍存在一些缺点。
首先，分辨率不如目前市售头戴设备的显示屏那样好。Creale表示，它的技术可以实现更高的分辨率，但至今展示的效果不如当下市场上的现代头戴设备清晰，更不用说即将推出的下一代设备了。此外，该系统在实现可接受的广色域方面存在困难，使得图像具有一种有些褪色的外观。
不可否认，该公司在多年来不断改进系统的各个方面，并且它相信通过完善其方法、组件和校准，仍有显著改进的空间。
Creale对其性能目标非常透明；以下是该公司认为它今天所处的水平，并预计其技术在2025年可达到的水平：
（每只眼睛）
2023
2025+

无穷远处的角分辨率
40 PPD
50 ppd

调制器分辨率
1 Mpix
1+ Mpix

深度分辨率
连续
连续

视野（对角线）
36°
60°
（光场：20-30°）

有效眼盒（出瞳）
13 mm
（6 mm）
16 mm
（10 mm）

眼睛舒适度
20 ± 3 mm
20 mm

色彩
2 M
大约1000万

渲染负载（等效于平面图像）
高清
n/a（在芯片上）

帧率
160 Hz
高达240 Hz

子帧率
6.5 kHz
8 kHz

亮度
2000尼特
高达7000尼特

对比度
1,000/1
10,000/1

组合器类型
全息，支持处方配戴
全息，支持处方配戴配方
兼容性

透明度
91%
97%

功耗
800毫瓦
约100毫瓦

体积模组（LF.引擎）
7立方厘米
2立方厘米

然而，视野可能是系统面临的最大挑战。如上述规格所示，尽管Creal希望实现60°（每眼）的视野，但只有20-30°才是真正的光场图像。其他部分可以填充非光场图像以扩展整体视野，但外部区域将无法享受与中央部分相同的光场图像优势。
然而，在日常生活中（以及瞥视虚拟场景时），我们的眼睛很少直视前方，而是经常离轴旋转以观察物体。如果光场图像未覆盖视野的更大部分，这将削弱显示器的一些优势。
Creal表示，它希望通过“瞳孔定向”（也称为动态凹凸显示）来解决这个问题，该技术可以跟踪用户的眼睛，并将视野中的光场部分移动到始终处于视线中心的位置。然而，这对整个行业来说是另一个重大的技术挑战，至今我还没有看到在符合眼镜尺寸产品的形态上得到足够解决的情况。
不过，看到其他公司似乎对此问题无动于衷，Creal正在努力解决这个挑战，这令人兴奋，所以我们将继续关注Creal的最新动态。