更准确模拟人眼，Oculus公布更多焦平面显示技术信息

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更准确地模拟我们人类眼睛的工作原理

（映维网 2018年01月27日）Oculus Research的研究人员一直在努力解决计算机视觉，光学和人类感知等一系列复杂问题。现在映维网了解到，Oculus Research公布了一份新论文（点击前往），深入探讨了用于辅助眼动追踪的多焦点显示技术，并且解释了他们的“感知”测试平台。

在去年的SIGGRAPH大会之前，Oculus Research就已经分享了关于焦平面显示（focal surface display）的研究，并且演示了技术通过提高图像清晰度和景深，从而在VR中实现更优秀和更自然观影体验的潜力。后来，Oculus Research在SIGGRAPH Asia展示了感知测试平台（允许研究人员在单一系统中制作新显示器原型，测试算法，以及衡量观众响应）的初步结果。

这个项目始于2015年。光学科学家Yusufu Sulai从8月份开始构建Shack-Hartmann波前传感器并测试其局限，以研究我们的眼睛是如何进行聚焦和聚焦于刺激信号。在10月，研究科学家Marina Zannoli作为Sulai所说的“视觉科学家搭档”来到Oculus Research。这两人共同构建了第一个测试平台，并且开始打造新迭代。

于2016年6月加入团队的研究科学家Kevin MacKenzie说道：“我们希望提高精确衡量调节响应的能力，并且展示尽量最高质量的图像。我在自己的博士后研究中构建了一个类似的多平面系统，我当时是想更多地了解调节控制。”

Sulai的博士研究和博士后研究集中在使用自适应光学元件来校正眼畸形的大型多元素高分辨率视网膜成像系统，而Zannoli和MacKenzie则通过多平面系统来探索人类视觉系统是如何使用模糊来判断复杂场景的深度。这个新项目允许他们继续自己早期的研究，并且为他们提供了先进的资源和工具。MacKenzie说道：“Oculus Research这里的独特工程与专业知识为我在博士后期间构建的系统提供了很大帮助。”

当然，要取得成功，团队必须理解和克服一系列的工程挑战。Sulai解释说：“系统集成了一个波前传感器，一个多平面显示系统，以及一个眼动追踪器。在同一个系统中校准这三个字系统，并确保其可靠地同时运行是一个有趣的项目。展望未来，我十分期待所有其他需要回答的感知问题，以支持Oculus Rearch的其他团队。”

“在Oculus Research工作的一个重要方面是能够建立一支大型的技术精英团队。”研究科学家Douglas Lanman如是补充说，他在确定了算法挑战后加入了Oculus Research：将3D场景分布在6个不同显示器的最佳方法是什么？而且，你如何能以一种考虑眼睛运动和当前图形硬件限制的方式来做到这一点呢？Lanman说：“我研究这种计算机成像问题已有十余年的时间，同时这也是我的团队在Oculus Research中通常需要解决的一种跨学科挑战。”

当时，Lanman一直在寻找与麦吉尔大学教授Derek Nowrouzezarara合作的机会。当Lanman拿起电话联系这位教授的时候，Nourezezhrai向他推荐了计算机图形学博士候选人Olivier Mercier，并介绍说只要Mercier愿意接受，他将是这个职位的完美科学家。

Lanman回忆说：“我们不仅需要将现有的算法速度提高1000倍以上，而且还需要将它们和最先进的眼动追踪技术集成到一个复杂的光学测试平台中。所以我需要说服Olivier接受这个挑战，并且参与这新研究课题半年时间，而不是说常见的短期暑期实习。”

最后，Lanman说服了Olivier，而且项目背后的人才已经足够。Mercier表示：“显然，这个项目很特别，而我们组建了一支正确的团队。我很激动我的技能可以帮助解决一些剩余的问题，所以我很高兴加入并帮助实现多焦点机器。”

这支团队共同创建了一个高效的最佳分解算法，同时结合了视觉科学的见解，最终实现了比以往项目快三个数量级的加速。通过有效的基于图像变形，并且针对眼球旋转和头部运动做出调整，眼动追踪可以用于合乎需要的平面校准。他们建立了一个最先进的双目多焦点测试平台（集成了眼动追踪和调节测量），这也是同类产品中的第一个。他们通过使用测试床的初步研究得出了初步结果。

MacKenzie说道：“令人惊讶的是，非常有才华的视觉科学家在多年来已经进行了大量的研究，但关于眼睛聚焦系统的驱动原理，以及其使用什么刺激信号来优化焦点的问题仍未能准确地解释清楚。系统构建中最令人兴奋的部分在于我们可以用它来回答的实验问题数量，一种只有通过这种刺激信号呈现和眼球运动测量之间集成水平才能回答的问题。”

Zannoli补充说：“这种构建新硬件和软件原型，以及测量观察者的感知和生理反应的能力不仅为产品开发提供了新机遇，也为推进基础视觉科学提供了新机遇。这个平台应该有助于我们更好地理解光学模糊在深度感知中的作用，并揭示驱动眼睛调节和辐辏反射（convergence and accommodation）的基本机制。这两个领域的研究将直接影响我们在虚拟现实中创建舒适的，身临其境的体验的能力。”

Lanman说：“没有人告诉我要研究这一点。我们选择这个项目的原因是为了提高VR/AR显示器的质量和舒适度。”

Oculus表示，这只是Oculus Research开创性研究的一个例子。他们一直在寻找这一领域最优秀的人才，并不断投资学术机构来帮助实现VR和AR的未来。

相关论文：Fast Gaze-Contingent Optimal Decompositions for Multifocal Displays