編譯/VR陀螺

近日，蘋果公司的兩項(xiàng)新專利曝光，在專利中蘋果的頭顯設(shè)備可以自動(dòng)解決用戶的視角和所連接攝像頭之間的差異，而外圍照明可以使用戶的眼睛更容易適應(yīng)佩戴AR或VR頭顯。

據(jù)傳，蘋果正在開發(fā)自己的VR頭顯和智能眼鏡，目前猜測這款設(shè)備或?qū)⒈环Q為 "蘋果眼鏡"，除VR功能之外，它也附帶可以向用戶顯示信息的AR功能。與市場上幾乎所有其他的MR頭顯設(shè)備一樣，蘋果要想為用戶優(yōu)化體驗(yàn)，但這總是要克服一些挑戰(zhàn)。

在美國專利商標(biāo)局批準(zhǔn)的專利申請中，蘋果似乎已經(jīng)為使用AR或VR頭顯時(shí)可能出現(xiàn)的兩個(gè)不同問題提出了解決方案。

自適應(yīng)照明系統(tǒng)

第一項(xiàng)專利是 "帶有自適應(yīng)照明系統(tǒng)的電子設(shè)備"，涉及用戶在戴上或摘下VR或AR頭顯時(shí)用戶視野較小的問題。

蘋果認(rèn)為，當(dāng)用戶第一次戴上頭顯，從一個(gè)明亮環(huán)境進(jìn)入較暗的設(shè)備環(huán)境時(shí)，可能會(huì)遇到內(nèi)置顯示屏太暗或褪色的情況。當(dāng)頭顯在明亮的環(huán)境中使用時(shí)，這種情況可能會(huì)更加明顯，因?yàn)樵陬^顯的使用過程中，用戶的眼睛并不會(huì)受到外圍環(huán)境的影響。

圖源：appleinsider

在使用結(jié)束時(shí)，當(dāng)用戶取下頭顯時(shí)也存在同樣的問題。當(dāng)從一個(gè)相對較暗的頭顯觀看環(huán)境轉(zhuǎn)到一個(gè)更亮的環(huán)境時(shí)，有可能使用戶感到眩暈或不適，直到他們的眼睛能夠適應(yīng)環(huán)境為止。

蘋果公司針對此問題的解決方案實(shí)際上是為頭顯內(nèi)部提供一個(gè)照明系統(tǒng)，照亮用戶視線外圍的區(qū)域。通過使用環(huán)境光傳感器，該系統(tǒng)可以改變亮度，使之與環(huán)境的光線強(qiáng)度更接近，甚至可能改變光線本身的溫度或顏色。

雖然這可能涉及到在設(shè)備邊緣增加一串LED，但也有人建議該專利可以使用導(dǎo)光板將光線引向回路，這可以減少系統(tǒng)所需的LED數(shù)量。

來自頭顯上的傳感器的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)可用于調(diào)整頭顯的亮度，如檢測用戶何時(shí)戴上或摘下頭顯。判斷這樣的動(dòng)作可以觸發(fā)系統(tǒng)的調(diào)光過程。

例如，當(dāng)頭顯檢測到用戶戴上設(shè)備時(shí)，光環(huán)可以被點(diǎn)亮，使頭顯內(nèi)的光線與外部世界相匹配。隨著時(shí)間的推移，光環(huán)可以變暗或關(guān)閉，逐漸讓佩戴者的眼睛適應(yīng)該環(huán)境。

同樣，如果頭顯認(rèn)為它正在被移除，它可以逐漸點(diǎn)亮光環(huán)，這樣用戶的眼睛就有機(jī)會(huì)在直面現(xiàn)實(shí)環(huán)境之前就開始適應(yīng)。

該專利于2019年9月4日提交，由Cheng Chen, Nicolas P. Bonnier, Graham B. Myhre,以及Jiaying Wu發(fā)明。

場景相機(jī)重定位

蘋果的第二項(xiàng)專利是"場景相機(jī)重定位"，這涉及一個(gè)關(guān)于處理計(jì)算機(jī)視覺的問題，以及它與用戶視覺之間的關(guān)系。通常情況下，AR依賴于渲染與環(huán)境視圖相關(guān)的數(shù)字資產(chǎn)，然后將其疊加在來自攝像機(jī)的視頻源上并呈現(xiàn)給用戶，或者將其疊加在一個(gè)透明面板上，用戶通過該面板可以看到真實(shí)世界。

雖然這些技術(shù)是有意義的，但仍有一些問題是平臺(tái)創(chuàng)建者必須克服的。在這項(xiàng)專利中，蘋果認(rèn)為觀察場景的相機(jī)看到的東西和用戶觀察到的東西之間可能存在不匹配。

這是因?yàn)槊嫦蛲獠康臄z像頭位置比用戶的眼睛更靠前且更高。這是一個(gè)完全不同的視角，基于這種不同視角的渲染輸出可能會(huì)給用戶帶來錯(cuò)覺。

圖源：appleinsider

簡而言之，蘋果公司的專利表明，頭顯可以采用攝像頭對環(huán)境的觀察，調(diào)整它以更好地匹配用戶眼睛的視圖，然后使用該調(diào)整后的圖像將數(shù)字對象更好地渲染到真實(shí)世界的場景中。

為此，計(jì)算可以包括使用轉(zhuǎn)換矩陣來表示視點(diǎn)的差異，以及使用對攝像機(jī)視圖的分析來確定現(xiàn)實(shí)世界物體的深度，以創(chuàng)建翻譯后的圖像。

該系統(tǒng)可以利用其他數(shù)據(jù)點(diǎn)來生成其翻譯圖像，如LiDAR傳感器，以獲得更準(zhǔn)確的深度數(shù)據(jù)，這也可以利用加速計(jì)數(shù)據(jù)。

由于用戶的頭部會(huì)移動(dòng)，而頭顯渲染一個(gè)場景對象需要時(shí)間，所以在翻譯過程中可能會(huì)有少量的滯后，以創(chuàng)建改變視角的圖像進(jìn)行渲染。有可能出現(xiàn)的情況是，如果用戶的頭部產(chǎn)生移動(dòng)，那么渲染的對象可能仍然不符合實(shí)際場景，因?yàn)橐晥D本身已經(jīng)移動(dòng)。

通過使用加速計(jì)，可以使翻譯矩陣進(jìn)一步發(fā)生改變，以預(yù)測用戶的視點(diǎn)在未來短時(shí)間內(nèi)的位置。這種預(yù)測可以提供幫助，使渲染與用戶在運(yùn)動(dòng)中的最終視角相匹配。

該專利最初于2020年9月24日提交，其發(fā)明者為Tobias Eble和Thomas Post。

來源：appleinsider