Meta HDR VR头显原型体验如何？重约2.5Kg，亮度可达20000nit

2022-08-22 16:08

文/VR陀螺小钻风

今年6月，Meta在圆桌会议“Inside the Lab”中罕见地对其正研究的几款VR头显原型进行了曝光，重点展示的三款VR头显Butterscotch、Starburst、Holocake分别代表了Meta当前所能实现的VR最高分辨率、最高亮度，以及最新的可变焦技术。

据Meta在“Inside the Lab”当中的介绍，Starburst 外型笨重，是一款手持式HDR VR头显，其最高亮度可达20000尼特。那Starburst真实体验到底如何呢？

就在近日，auganix有机会通过计算机图形会议SIGGRAPH，体验了一把Starburst。“Starburst非常笨重，亮度非常高，虽然因为散发的热量导致硬件严重的发热，但却依然给人留下令人印象深刻的HDR VR演示。”

图源：auganix

auganix提到，Meta在6月展示的四款独特的VR原型设备，都旨在解决现有VR技术中的某个特定关键问题。Meta认为需要解决这些问题，以便设备通过“视觉图灵测试”——这是一个由Reality Labs显示系统研究（DSR）团队创造的短语。

回顾一下，Meta关注的关键研发领域及他们提出的原型与解决方案包括：

变焦：需要正常焦深的技术（相比于单个固定焦距），从而长时间在手臂长度范围内实现更清晰、更舒适的视觉体验。应对这种变焦挑战的原型是“Half Dome 3”。
分辨率：Meta的目标是接近并最终超20/20人类视觉的分辨率（每度60ppd通常被认为是视网膜分辨率）。Butterscotch原型能够提供55ppd，约为Quest 2的两倍（Quest 2能提供约20ppd）。
光学失真：这个问题需要得到校正以帮助解决光学像差（本质上是镜头的缺陷），例如物体周围的彩色条纹和图像变形，这些可能由光学器件的引入导致。为此，Meta想通过3D电视技术来创建VR镜头失真模拟器以解决这一问题。
尺寸：为了让VR长时间佩戴舒适，设备必须尽可能轻巧紧凑。为了实现这一目标，Meta采用全息与Pancake光学，制造出尽可能轻薄的VR头显Holocake 2。
高动态范围（HDR）：HDR技术用以支持更高的亮度、对比度与颜色范围。Meta为了重现消费者已习惯于电视屏幕的生动性与亮度，在设计Starburst原型时便将HDR考虑进去。

Meta Reality Labs 两款Starburst原型被悬挂在SIGGRAPH展台，供用户体验。

（图源：auganix）

通过在SIGGRAPH上与显示系统研究科学家Nathan matsuda现场的交谈，auganix对Starburst有了更多的了解。

首先，最引人注意的是外观尺寸，两台Starburst以悬挂的形式挂在展台供与会者试用，之所以如此，主要考虑到两点：

设备的重量对头戴式设计而言过重，Starburst重量超过5磅（约2.5公斤），以至于需要借助手臂力量举在眼前，而非直接绑在头上；

设备需要线缆供电，只有足够的电力才能使其完成令人难以置信的明亮显示。

auganix甚至担心Starburst的体验会被暂停，以免试用者让这价值数千美元的研发成果掉落在地。

Starburst近距离特写（图源：auganix）

为什么Starburst尺寸如此之大？

Starburst峰值亮度达20000尼特回答了“为什么Starburst尺寸如此之大？”的问题。作为参考，Meta表示Quest 2的峰值亮度约为100尼特。

为了发散热量，Starburst使用了相当大的3D打印铝制散热器，据介绍，该散热器至少占设备重量的50%。设备顶部的大风扇会将这些散热器中的热量向上吸走并远离头显，或者说远离用户的头部。

介绍人提到，显示系统研究团队开始设计Starburst时，原希望它采用水冷式散热，但事实上并未用上，简单的风扇便已足够，并且能达到同样的效果。之所以会考虑水冷式，主要是因为想到无论如何仍然需要铝制散热器，水冷式不会对重量产生任何影响。

除去两台悬挂的Starburst原型用于体验外，一台拆解后的Starburst也被陈列在玻璃盒子里。据介绍，这台设备共由36个部门组成（算上螺钉）。

Starburst原型的零件与组件，图片中带有交叉影线/格栅设计的青铜色矩形物体为铝制散热器。（图源：auganix）

分辨率不是Starburst的目的

Starburst的分辨率在2560*1620，每度约为20像素（ppd），略低于Quest 2，分辨率较低显然容易被察觉，但Starburst所演示的解决方案想要解决的问题是HDR，因此分辨率并不是关键。

Starburst同时使用了一块彩色与一块单色LCD，之所以如此，在于一块LDC低光下对比度更低，而如果使用两块彩色LCD，彩色滤光片会吸收大部分光线，这意味着进入显示器的光线会减少，同时，也意味着要进一步对抗热量限制，以进行补偿。

因此通过将彩色LCD与单色LCD串联使用（与彩色LCD相比，其透光率高一个数量级），可以达到良好的亮度水平，同时仍然具有彩色显示，两全其美。

Starburst在其他配置上做了妥协，包括刷新率、视场角，但作为专注于HDR方向的研究，作为原型，Starburst必须在图像质量上有所放松。

（Starburst视频）

Starburst演示效果是怎样的？

尽管Starburst在图像效果等方面做出了妥协，但这并不妨碍其HDR与亮度效果给人留下深刻的印象。在试用该设备前，auganix并不知道会有怎样的体验，但体验之后，很显然头显的亮度令人震惊。

Starburst VR体验的第一部分所展示的内容，此前Meta在Demo中做出过提示。视野中，虚拟空间的两侧都设有一个光源，前面有一些球体会显示光的反射。

“演示开始时，亮度为100尼特，与Quest 2设备相同。一切看起来非常普通，与标准的VR体验并无二致，但当亮度上升至1000尼特，其亮度输出明显变好，我几乎无法抵抗直视灯光的冲动，但在这种情况下，盯着看太久会感觉不太舒适。”

体验Starburst HDR VR（图源：auganix）

“接下来，演示切换到海洋日落景观，太阳光穿过云层并在海浪中反射，此时亮度在10000尼特范围，最终，体验亮度将会提升至20000尼特，也就是Starburst最大输出值。”

“在20000尼特的亮度之下，我忽视了小时候收到的所有警告，直视着虚拟太阳，有那么一刻，我真觉得自己在看真实的东西（虽然绝对不可能，因为中午太阳亮度大约16亿尼特，这都能把我的脸给融化了）。最后，当太阳落山时，演示中出现了一些生物发光。随着波浪在简短的虚拟演示中发光，Starburst令人印象深刻的对比度范围非常突出。”

在模拟的空间中直接盯着20000尼特的光源，相当于直接盯着家中60瓦的灯泡。不过，VR中的光源距离眼睛只有几英寸，而不是悬挂在天花板或几英尺之外的距离。

我们知道正在看的东西非常明亮，不会想太久地盯着看，制造Starburst原型的目的也不是为了闪瞎用户的双眼，而是为了证明将这种级别的HDR亮度放入VR中，会为用户带来更加逼真、身临其境的体验。