融資超2億元、Lytro前團隊領(lǐng)導(dǎo)，Light Field Labs的光場全息技術(shù)如何實現(xiàn)？
發(fā)布時間：2019-08-19 14:13 | 標(biāo)簽：
光場 全息 Light Field Labs
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文/VR陀螺 ZJ
近日，一家名叫Light Field Labs的全息技術(shù)創(chuàng)企宣布融資2800萬美元，投資方包括博世風(fēng)險投資、三星、NTT Docomo Ventures等知名公司和機構(gòu)。對于這家公司可能不少人都覺得很陌生，但提起Lytro，相信大家都有所耳聞。 Light Field Labs正是由3位來自Lytro的大神領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)辦而成，目前正專注于研究裸眼3D全息圖技術(shù)，據(jù)稱該公司的產(chǎn)品可以讓用戶無需使用手機、頭顯等設(shè)備即可體驗，黑科技感十足。 但在了解技術(shù)之前，讓我們先來看看這家公司的情況。
Light Field Labs的前世今生
Lytro的光場相機擁有過硬的技術(shù)，自2006年成立以來推出了如Lytro ILLUM、Immerge等十分具備吸引力的產(chǎn)品，但可惜的是雖然吸引力足夠，但價格卻異常昂貴，后來公司從最初的相機公司轉(zhuǎn)向VR后的商業(yè)模式顯得無力，同時也沒有足夠的資金支撐到市場成熟的時機，遺憾的宣布倒閉。谷歌雖然并沒有如傳聞中那樣收購這家公司，但接收了部分員工，并有著獲得部分資產(chǎn)（如59項光場和成像專利）的可能性。
雖然Lytro的倒閉令人遺憾，但其現(xiàn)在已經(jīng)以另一種方式重生，3位來自Lytro的領(lǐng)導(dǎo)人員創(chuàng)建了LightField Labs，運用光場技術(shù)實現(xiàn)全息影像。在2017年的NAB會議上，Light Field Labs宣布了制作全息顯示屏的計劃，如果不是因為創(chuàng)始人的名字和他們在Lytro的工作，這樣的新聞很容易被人忽略。 全息圖這個詞被談?wù)撨^很多次，卻一直難以實現(xiàn)。但這支來自Lytro的隊伍卻非常有實力，也有資格實現(xiàn)。Light Field Labs由Jon Karafin，Brendan Bevensee和Ed Ibe于2017年創(chuàng)立，三位都是光場技術(shù)的專家，目前公司共有14名員工。
LightField Lab的創(chuàng)始人：Ed Ibe、BrendanBevensee和Jon Karafin Karafin曾任職于DigitalDomain，Bevensee擁有粒子物理學(xué)博士學(xué)位（他曾在HadronCollider工作，專攻強子對撞機），Ibe的業(yè)績記錄可以追溯到IBM，并且擁有強大的機械工程背景。這三個人都是Lytro背后的領(lǐng)導(dǎo)團隊，特別是專業(yè)的高端相機的攝像頭和捕捉系統(tǒng)。 Lytro Cinema相機擁有755RAW百萬像素，運行速率高達300FPS，光圈動態(tài)范圍達到16檔，每秒能記錄高達400千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)。Light Field Lab的團隊過去已經(jīng)制作了消費者級和專業(yè)級產(chǎn)品，并成功地將它們推向了市場。 Light Field Lab的首席執(zhí)行官Jon Karafin在一次媒體采訪中表示，他希望通過高達數(shù)百萬像素的分辨率將現(xiàn)實世界的全息體驗變成現(xiàn)實，包括用于現(xiàn)場活動和大型裝置的模塊化視頻墻。
“最終的目標(biāo)是讓我們在科幻小說中出現(xiàn)過的那些事物變成全息圖，” Karafin說道?！霸S多人說飛行汽車和全息圖是目前科幻小說中出現(xiàn)過但沒有在現(xiàn)實中實現(xiàn)的兩件事，我們現(xiàn)在已經(jīng)開始做了?！?/span>
在2018年1月，Light Field Lab獲得了種子輪700萬美元的投資，這筆資金由Khosla Ventures和Sherpa Capital領(lǐng)投，R7 Partners參投。據(jù)悉這筆錢被用于研發(fā)第一代原型機產(chǎn)品，目前已經(jīng)具備了生產(chǎn)能力。而在這個星期，Light Field Lab又宣布獲得了2800萬美元的融資，此輪的投資方不乏三星、NTT Docomo Ventures、博世風(fēng)險投資等等知名公司和機構(gòu)，這些具有實力的投資者將在未來為Light Field Lab提供更多渠道和機會。 截止目前，Light Field Lab共融資3500萬美元（約合2.5億元人民幣），并將計劃用于完善及研究初代產(chǎn)品和下一代產(chǎn)品。
Light Field Labs的技術(shù)如何運作？
嚴格地說，全息顯示的定義允許在所有自由度從任何角度移動和觀察顯示。一些研究人員將激光投射到煙霧或塵埃上形成全息圖，但這不是一回事。不論從范圍、色彩空間還是分辨率方面來看都非常有限。而目前來說最接近全息顯示器的例子可能就是在VR中工作的光場。 光場很復(fù)雜，但并不是一個新鮮的東西。光場的概念已經(jīng)存在了幾十年，簡單來說，光場是一束光在傳播過程中所包含的信息，涵蓋光線強度、位置、方向等信息。 Light Field Lab表示，我們所知道的世界很大程度上是基于感官的感知，視覺是主要輸入方式。我們周圍的一切都是通過眼睛可見的光能的集合，并由大腦的視覺皮層進行處理。“光場”定義了光子如何穿過空間并與材料表面互相作用。我們最終看到的東西是我們周圍的世界，是我們眼前的光束，這其中的訣竅是讓你的眼睛專注于空間中的特定點。 Light Field Lab的解決方案非常特別，因為它不需要計算機知道用戶的位置，從任何追蹤意義上來說，顯示器都不會“識別用戶”，因此用戶不需要佩戴任何特殊的追蹤設(shè)備。顯示器在用戶面前的任何位置看來都是正確的（視角如下圖所示）。
Light Field Lab的技術(shù)通過生成大量的視角來重新創(chuàng)建光學(xué)物理學(xué)所謂的屏幕外投影物體的“真實圖像”，這些視角可以像現(xiàn)實世界一樣正確地改變視角和位置。這是通過直接發(fā)射、模塊化和平面顯示器表面與復(fù)雜系列波導(dǎo)耦合來實現(xiàn)的。通過這種方式，當(dāng)觀察者在任何方向上移動時看到的周圍物體都能保持運動視差，以及有著反射和折射的正確表現(xiàn)，并且眼睛能自由地聚焦在空間中形成的物品上。在沒有任何物理對象的情況下，大腦會認為“這是真的”。換句話說，Light Field Lab創(chuàng)造了無需頭顯的真實全息圖。
你可以將Light Field Lab的顯示器看作是一個完美的數(shù)字窗口，就像任何一個普通的窗戶一樣，當(dāng)你在它面前移動時，你可以看到不同的東西，如果你相對于窗戶移動，那么你可以看到部分窗外的樹枝或籬笆的另一邊。如果全景顯示器可以為用戶提供正確的數(shù)據(jù)或光線，就能夠做到這一點。 屏幕獲取大量數(shù)據(jù)，其中包含的圖像數(shù)量超過了人在一瞬間所能看到的數(shù)據(jù)。從概念上講，LightField Lab的屏幕是一系列玻璃球，想象一下，如果將你的眼睛與這些小球表面連線，那么任何一條線接觸到小球表面的角度都會是90°。屏幕為每個角度都提供了一個僅對于該角度正確的像素。
舉例來說，你在玻璃球的一側(cè)看見了紅色，但轉(zhuǎn)到另一個角度時就看不到紅色了。而組成屏幕的成千上個“球”每個都只顯示正確角度的正確顏色，那么每只眼睛都會看到不同的圖像，每個站在一起的人也都會看到不同的圖像。由于它始終生成所有相關(guān)角度的“解決方案”或像素顏色，因此系統(tǒng)無需知道你在房間中的位置，系統(tǒng)只是在每個方向上都提供不同視圖，而你會看到“相同”的信息或光模式。
該公司計劃采用較小的全息圖像組件并將其組裝成非常大的圖像屏幕。早在去年11月，該公司就向媒體展示了其已經(jīng)具備生產(chǎn)條件，可以作為基本核心構(gòu)建塊的2英寸透視全息圖像模塊，這就是Light Field Lab的第一代原型機，被命名為R150MP（意為可提供150萬像素），尺寸為6英寸*4英寸（0.18米*0.12米），模塊尺寸約為2英寸*2英寸，顯示分辨率大概為16K*10K像素（但一個人不會同時看到所有像素）。在體驗中有媒體表示，無需頭部追蹤，也沒有暈眩和延遲發(fā)生。
線下娛樂為先，最終落地消費者家庭
從局限來看，全息顯示器的主要問題是需要維持數(shù)據(jù)速率，因此每次安裝都需要專門的GPU計算和網(wǎng)絡(luò)。如果想要獲得良好的顯示效果，每個原型機都需要300Mbps帶寬，并保持在每秒60幀左右的刷新率。 而這種技術(shù)最適合尺寸合適的屏幕，毫無疑問，會有人考慮使用完整的Light FieldLab全息智能手機。但對于Karafin和團隊而言，這并不是最優(yōu)先被考慮的，因為屏幕越大會有更大的影響力。他們目前首先會將目標(biāo)放在大型場館和娛樂體驗上。
該公司計劃首先解決專業(yè)的娛樂市場，大型資本將很有可能采納新的技術(shù)。而要銷售到大型的線下娛樂市場中，Light Field Lab需要盡快制造出下一代S650MP產(chǎn)品，進而提供更大的尺寸和更高的像素。 “基于實時物理的渲染對于我們所做的一切來說都是一個巨大的挑戰(zhàn)，” Karafin說。“我們希望確保我們推出技術(shù)的方式是從最重要的事情開始的，通過大規(guī)模、高價值的娛樂體驗來展示一些前所未有的變革?！?/span> 這些“積木”將被組裝成大型裝置，就像博物館中的T-Rex一樣，對于站在旁邊的孩子來說，這看起來非常真實。隨著時間的推移，該技術(shù)可以應(yīng)用到消費者當(dāng)中。 “我們最終將提供體驗類型的設(shè)備，適用于所有消費者家庭，” Karafin表示?！帮@然，我們會從大型場館和大型娛樂體驗開始，消費者可以去那里進行體驗。但是我們將要創(chuàng)建并展示的是一種完全交互的社交體驗，消費者可以和家人朋友們在同一個環(huán)境中共存，而不僅限于某種孤立的體驗。”
《星際迷航》中的全息甲板
而在未來，Light Field Lab還計劃開發(fā)“全息甲板”，以及可觸摸虛擬物體，這是學(xué)術(shù)界稱為體積觸覺的概念。“我們目前還不能透露關(guān)于該技術(shù)的大量信息，但是，它能夠同時投射虛擬圖像以及物體的觸感，所有這些都不需要任何外部附件，”Karafin說道。
參考資料：https://www.fxguide.com/fxfeatured/light-field-labs-3d-holograms-no-glasses-deep-dive/
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