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瑞士工程科技公司CREAL研发基于光场显示技术的AR/VR头显设备,提供可变焦数字3D图像 | 瑞士创新100强
发布日期:2024-08-26 17:23    点击次数:101

钛媒体APP注:瑞士连续12年全球创新指数竞争力排名第一,是全球重要的创新策源地,也是中国首个创新战略伙伴关系国,在创新发展和科技金融领域与中国具有极佳互补性。

由Venturelab主办的“瑞士创新100强”,汇聚了最佳“瑞士制造”的初创及成长期科技创新企业,是瑞士最具国际影响力的创新生态标杆。自2011年以来,该榜单每年在瑞士全国范围内评选出100家最具开创性和市场前景的瑞士创新企业和25家最具独角兽潜力的瑞士成长期企业,覆盖生命科学、工程机械、机器人、信息通信、低碳科技、食品科技等领域,今年更是新上榜了41家企业。

为了全方位展示和介绍瑞士最前沿的创新科技,钛媒体APP与Venturelab的中国授权合作方以明科技(Insight Tech),合作推出《瑞士创新100强》专题,全面展示瑞士先锋科创生态的全景。

本文为专栏第107期,介绍的CREAL是2023年《瑞士创新100强》上榜成长期企业,其致力于研发基于光场显示技术的可变焦AR/VR头显设备。

瑞士工程科技公司CREAL创立于2017年,该公司基于光场显示技术,开发AR/VR头显设备。其设备可创建具有景深的数字图像,支持人眼自然对焦,且可保证数字图像质量,不增加额外计算要求并维持系统架构完整度。

CREAL由前欧洲核子研究组织工程师Tomas Sluka和Tomas Kubes共同创立,他们曾从事大型强子对撞机ATLAS探测器项目。公司团队成员来自Intel Vaunt、Magic Leap与洛桑联邦理工学院,总部与实验室位于洛桑联邦理工学院创新园。

图源CREAL

现实生活中人眼视觉主要由辐辏与调节机制实现。辐辏机制通过双眼内转或外转,使物体在视网膜上的成像正位于双眼中心凹处,合成单一图像;调节机制通过眼睛晶状体收缩来调整焦距,使人看清不同距离的物体。两种机制作用会自动调节物体折射光线在视网膜上的成像,使在视觉中心的物体清晰,而周围物体模糊,呈现自然景深感。而目前市场AR/VR头显设备主要使用固定焦距平面显示器,其呈现图像依赖显示器所处位置,支持人眼辐辏机制但无法支持调节机制,缺少动态变焦,无法模拟人眼注视点快速移动时的焦距变化效果,且近眼显示尤其模糊;使用者佩戴20分钟即会产生视觉疲劳、眩晕等问题,长时间高强度使用则可能导致视力受损。

对此,目前的商业设备主要采取两种解决方案:多焦点方案将平面显示器置于多个离散平面,光学复杂性较高;变焦方案使用变焦光学元件,依赖眼动追踪,精度与可靠性有限。光场技术及计算机生成全息技术为正在开发的两类解决方案,其中,计算机生成全息技术使用相位空间光调制器,环境敏感性高,计算负载较大,尚处于实验室阶段。

图源CREAL

CREAL采用光场技术,可呈现光学场景中来自全部方向及深度的光线,支持人眼辐辏及调节机制,满足眼睛在任意距离下对数字图像的自动对焦,建立具有真实景深感的高质量图像。

光场是三维空间中所有光线集合的参数化表示,光场技术通过采集并显示光场来重现真实世界的图像。

CREAL的光场技术,基于自制的硅基铁电液晶空间光调制器,将调制光束投射到成像光学器件并投向固定视点,通过连续快速投影来创建高保真光场。其每个光场图像都是一个物体的不同视角,具有高空间分辨率和低颜色分辨率;每个图像都经由窄孔径光学器件聚焦在视网膜上;每个图像都可进行单独的光学和数字处理并平铺至视场各部分;因此可以使物体的光场图像匹配变动的眼睛焦点及分辨率变化,在视觉中呈现如真实世界中的景深变化。CREAL使用英特尔RealSense传感器进行六自由度跟踪,物体在视觉中的焦距变化全部由相机拍摄完成,无需任何眼动追踪技术。其全息光学元件类似薄膜形态,能使可见光无碍通过,并按需反射多种光线,因此CREAL的光场技术可同时应用于AR和VR场景。

与其他光场系统相比,CREAL的连续空间光光场系统使用的元件基本相同,但实现了空间分辨率、颜色分辨率、视点数量、屈光度、眼盒尺寸之间的最佳平衡,并且不需要任何敏感或复杂的光学元件。其采用近眼光场,针对眼球中央凹处提供高分辨率图像,有效减少所需光场数据量,并解决了大视场与视觉非均匀分辨率的矛盾。

CREAL的光场技术主要应用于AR/VR领域,其新一代紧凑型AR/VR设备预计将于2025年推出。此外,CREAL也将其光场技术应用于视力检测,通过创建具有任意景深和屈光度校正的数字图像,使屈光检测变得更加数字化和自动化。

截至目前,CREAL已完成共计2200万美元融资,投资方包括Swisscom Ventures、Verve Ventures 和 DAA Capital Partners等。其产品已进入商业运营阶段,计划未来以集成解决方案和技术许可等方式,与消费电子产品OEM/ODM、大型科技品牌和视力保健公司开展合作。