我(Karl Guttag)在過去數(shù)周時(shí)間里一直在研究Magic Leap One(ML1)，并拍攝了超過1000張圖片和進(jìn)行了眾多測(cè)量。對(duì)于今天這篇文章，我主要想談?wù)勍高^ML1所看到的真實(shí)世界視圖。
ML1采用衍射波導(dǎo)，這意味著你必須要通過衍射光柵來感知現(xiàn)實(shí)世界。通過衍射光柵看世界會(huì)扭曲真實(shí)世界的視圖，而本文將會(huì)進(jìn)行演示。
1。 ML1的初體驗(yàn)
視圖中心的顏色平衡看上去很不錯(cuò)，但隨著你遠(yuǎn)離影像中心，色移現(xiàn)象將出現(xiàn)。但即便是與廉價(jià)的LCD顯示屏相比，就均勻度，銳利程度/分辨率，以及對(duì)比度而言的圖像質(zhì)量并不是非常優(yōu)秀。
演示內(nèi)容(尤其是Construct應(yīng)用程序)十分有趣，而且非常吸引人。能夠看到對(duì)象在3D世界中移動(dòng)會(huì)令你產(chǎn)生一種震撼感，就像是HoloLens那樣。但ML1還有很多開箱即用的事情。由于視場(chǎng)寬于HoloLens，初體驗(yàn)的感覺將更好。ML1的控制器比HoloLens的手勢(shì)操作更好，因?yàn)槟愕氖直酆芸炀蜁?huì)感到疲勞。
2。 一些重要問題
我沒有時(shí)間詳細(xì)說明，但我可以簡(jiǎn)單地提及迄今為止發(fā)現(xiàn)的部分問題：
遮擋85%的真實(shí)世界光線：遮擋如此大量的光線有助于隱藏或減少其他光學(xué)問題; HoloLens遮擋大約60%的光線，因此通過的光線比ML1多2.67倍。
ML1的發(fā)光強(qiáng)度只有大約210 nit，HoloLens則是約320 nit。
透過衍射光柵看世界會(huì)模糊和扭曲真實(shí)世界的視圖
衍射波導(dǎo)軟化/模糊虛擬影像：ML1的有效分辨率大約只有Magic Leap聲稱的1280×960的一半;ML1的影像不如HoloLens清晰
衍射波導(dǎo)存在固有的顏色問題：顏色波紋，“就像是透過肥皂泡泡看世界一樣”(引用Inverse首席執(zhí)行官Ryan Smith);視場(chǎng)的色移現(xiàn)象，尤其是左邊和右邊15%的外圍部分。
焦平面：只有兩個(gè)，它們一次只顯示一個(gè)，當(dāng)改變時(shí)我們會(huì)看到抖動(dòng);
“近焦平面”從14.5英寸到大約30英寸的限幅點(diǎn)出現(xiàn)，并聚焦在約20英寸(50.8cm)的位置;“遠(yuǎn)焦平面”出現(xiàn)在30英寸之外的位置，似乎(僅)聚焦在約60英寸(1.54米)的位置。
雙目疊加的問題。對(duì)于填充視場(chǎng)的影像，左側(cè)和右側(cè)存在黑邊(大小取決于眼睛的輻輳);解決這個(gè)問題將意味著減少視場(chǎng)。
它采用了場(chǎng)序制彩色(field sequential color;FSC)，但序列率至少是HoloLens的兩倍，所以FSC的奔潰將不那么明顯，但對(duì)部分應(yīng)用而言仍然是個(gè)問題。
適眼距很少，需要單獨(dú)購買特殊的校正鏡片
即時(shí)定位與地圖構(gòu)建(SLAM)的效果一般。它需要合適的光照量，并且無法感知任何黑色。映射不是非常精準(zhǔn)，而且似乎會(huì)出現(xiàn)漂移。在這一領(lǐng)域里擁有豐富從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的人士告訴我說，ML1的SLAM不如HoloLens。
數(shù)據(jù)線顯然存在風(fēng)險(xiǎn)，并且會(huì)對(duì)你造成阻礙。其中一個(gè)重大風(fēng)險(xiǎn)是你會(huì)摘下頭顯，將它放在桌面上，并忘記口袋中的計(jì)算組件，然后在你走開時(shí)口袋中的計(jì)算組件就會(huì)把連接著的頭顯拽離桌面并導(dǎo)致其掉落地面。
3。 現(xiàn)實(shí)世界視圖模糊
我透過已經(jīng)關(guān)機(jī)的ML1拍攝了一張圖片。第一件明顯的事情是，ML1遮擋了大部分的現(xiàn)實(shí)世界光線，以及用戶的一大部分外圍視覺。早在今年2月，我根據(jù)奧尼爾的視頻就估計(jì)ML1遮擋了大約85%的光線。這個(gè)數(shù)字與儀器測(cè)量大致相等，后者的測(cè)定是波導(dǎo)上方遮擋83%的光線，下方遮擋86%的光線。你同時(shí)能在左邊圖片注意到透過衍射光柵看世界的效果。
與之對(duì)比，微軟HoloLens遮擋約60%的光線，這已經(jīng)足夠。不過，HoloLens允許比ML1多出約2.67倍的現(xiàn)實(shí)世界光線通過。
4。 衍射波導(dǎo)的簡(jiǎn)要介紹
我的博客已經(jīng)多次討論過衍射光柵，包括關(guān)于HoloLens和Magic Leap的文章。一系列間隔開近光波長(zhǎng)的線(即衍射光柵)會(huì)像棱鏡一樣彎曲光線。但與棱鏡不同，光柵會(huì)以一系列的“級(jí)次”彎曲光線。對(duì)于衍射波導(dǎo)，只應(yīng)用其中一個(gè)級(jí)次的光，剩余的光不僅浪費(fèi)，而且會(huì)降低整個(gè)系統(tǒng)的對(duì)比度，因?yàn)槠鋾?huì)在光學(xué)系統(tǒng)中反彈。衍射彎曲光線的級(jí)次角度和間隔是光線的波長(zhǎng)(顏色)，光柵間距，以及光線照射光柵角度的函數(shù)。
今天話題的關(guān)鍵是，對(duì)于衍射波導(dǎo)，你是通過一個(gè)衍射光柵感知世界，即所謂的“出射光柵和瞳孔擴(kuò)展器”。在衍射波導(dǎo)的情況下，光線以大約45度(精確角度取決于許多因素)角穿過包含全內(nèi)反射的玻璃。出射光柵用于將光線從約45度彎曲到90度，這樣它就能夠離開波導(dǎo)的玻璃并朝你眼睛發(fā)射。
但來自現(xiàn)實(shí)世界的光線是從相對(duì)側(cè)穿過衍射光柵，波長(zhǎng)的行為方式和方向都會(huì)令這種光線以各種角度彎曲。出射光柵將衍射/散焦真實(shí)世界的光線，否則光線會(huì)直接進(jìn)入眼睛，并導(dǎo)致類似棱鏡的顏色偽影。對(duì)于ML1和Hololens，出射光柵水平延伸，因此容易從“捕捉”上方的光線。
對(duì)ML1而言，問題是你正通過六個(gè)衍射光柵感知世界。盡管每個(gè)光柵層都設(shè)計(jì)成彎曲特定顏色的光線，但可見光的波長(zhǎng)足夠接近，而光柵會(huì)影響所有的可見光。
5。 通過出射光柵看到的現(xiàn)實(shí)世界視圖
下圖分別是關(guān)機(jī)狀態(tài)下的ML1(左)和HoloLens(右)“出射光柵”。 我調(diào)整了曝光以補(bǔ)償ML1阻擋的大約2.7倍光線。在下面兩張圖片中，你可以看到衍射波導(dǎo)是如何將來自頂燈的光線分解為圖片中間的彩虹色。另外，在左側(cè)的ML1圖片中，你可以注意到燈泡正上方的模糊，火焰狀的偽影。這種眩光是因?yàn)閬碜詿襞莸墓饩€穿過大致垂直于波導(dǎo)的六層衍射光柵所造成。你在Hololens中幾乎不會(huì)注意到這種情況(但仍然存在)，但ML1比較明顯。
與Hololens相比，當(dāng)光源位于視場(chǎng)中時(shí)，ML1的眩光偽影不太明顯，但當(dāng)光源高于視場(chǎng)時(shí)，ML1將出現(xiàn)比Hololens更大的問題，如下圖所示。對(duì)于ML1，當(dāng)存在頂部光源時(shí)，我經(jīng)常會(huì)在視圖底部看到彩色的“耀斑”。當(dāng)通過雙眼觀察時(shí)，你將看到兩倍的“眩光”。順便提一句，你在下圖中可以清楚看到HoloLens頭顯(左)或ML1(右)。
需要注意的是，Magic Leap遮擋了85%的真實(shí)世界光線，而HoloLens則是60%。所以如果它們沒有暗透鏡，這種衍射效果會(huì)更亮。
作為另一個(gè)參考點(diǎn)，我用iPhone 6s Plus拍攝了部分測(cè)試圖案的照片。再次強(qiáng)調(diào)，我調(diào)整了曝光以補(bǔ)償ML1所阻擋的85%光線。你應(yīng)該注意到模糊的光線散射會(huì)使圖像變得柔和。
6。 混合真實(shí)與虛擬影像
下圖是《Dr。 G’s Invader》預(yù)告片的圖片，其中背景存在燈光。不僅是現(xiàn)實(shí)世界的光線出現(xiàn)了模糊的偽影，虛擬影像同樣如此。文本顯然是比較模糊，而我將在以后的文章中對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹。采用兩個(gè)焦平面和雙倍衍射光柵有助于解決現(xiàn)實(shí)世界和虛擬影像視圖的問題。但穿過太多的衍射光柵會(huì)降低圖像質(zhì)量。
另外，你可能注意到白色文本的顏色。隨著你移動(dòng)頭部和眼睛，顏色出現(xiàn)了變化，正如Inverse首席執(zhí)行官Ryan Smith所描述的那樣，“就像是透過肥皂泡泡看世界一樣”。你同時(shí)會(huì)看到其他的顏色問題，包括色差。
7。 總結(jié)
在模擬用戶視圖方面，并且因現(xiàn)實(shí)世界光源而產(chǎn)生的顏色偽影方面，ML1比HoloLens更為明顯。至少令ML1糟糕的部分原因是支持兩個(gè)焦平面。你需要透過兩倍數(shù)目的波導(dǎo)來感知世界。
衍射光柵的“彩虹炫光”效果，以及令真實(shí)世界變暗是最為明顯的問題。
來源：yivian
