要解決的技術難題和體驗痛點，太多太多了。
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文｜杜晨 編輯｜VickyXiao 題圖來源 Meta
祖克柏肯定超級希望元宇宙 (metaverse) 趕快實現。不然，他也不會把公司的名字改成「元」 (Meta)。
也許是出於這種等不及的心態，Meta 的元宇宙研發實驗室 Meta Reality Labs ，讓他體驗了該實驗室正在開發中的四款 VR 頭顯原型機。昨天，祖克柏在Facebook 賬號上發佈了體驗視訊。
沒錯，關鍵詞是「原型機」，是不賣的產品：臃腫、工業、電線到處亂飛，散熱風扇裸置，甚至有的部件是用膠帶粘起來的——可真是賽博朋克風滿滿。
圖片來源：Meta
據祖克柏的介紹，這幾臺原型機分別用於研究和解決各自的問題/痛點，具有不同的最佳化方向。他表示：「我們的目標是把所有這些技術，都塞到一個設備裡，並且這臺設備還要比現在市面上的任何 VR 頭顯都要更輕更薄。」他還說，這樣的目標，在未來幾年內就能實現。
然而根據矽星人的了解，這些 VR 頭顯原型機，有些在技術水平上甚至沒有達到競爭對手已經在售的產品；更何況想要把這些技術都做到一臺頭顯當中，而且要比 Meta Quest 2 更小的尺寸，至少從這些原型機目前的狀態來看，簡直不要更難了。
甚至可以說，祖克柏這次想給我們看未來的 VR 頭顯技術有多厲害，看完視訊我卻只感覺到真正的VR/元宇宙，離我們有多遠……
視訊發佈後，Meta 的股票更是在今天持續下跌……
| 接近人眼可接受最大限度的清晰度
「首先，我們需要實現完美的視網膜解析度，也即每1度角60像素，」祖克柏表示。
在 VR 領域，解析度的進步已經不再用「幾乘幾」這種傳統的方法來標示了。由於顯示器距離人眼非常近，「角解析度」成為了新的標準。
而光學專家和顯示技術方面人士普遍認為，每1度角60像素 (60ppd)，也即視界裡平行和垂直1°的小方格里，一共有60×60=3600個像素的時候，就可以稱之為「視網膜解析度」 (retinal resolution) 了。因為高於這個解析度的話，人眼就無法再接受更多的資訊，不會感覺更清楚了，所以這個解析度也成為「眼限解析度」 (eye-limiting resolution)。
為了實現視網膜解析度，Meta Reality Labs 在目前已經在售的 Quest 2 頭顯的基礎上，開發了一款名為「Butterscotch」（奶油硬糖）的原型機：
圖片來源：Meta
圖片來源：Meta
據 Meta 透露，Butterscotch 的解析度約為了 55ppd，已經非常接近每1度角60像素的「視網膜解析度」水平了。
遺憾的是，想要做到如此高密度的解析度，這臺原型機只能犧牲了可視角度 (field of view) 。Butterscotch 的可視角度只有人眼正中心的60°左右，是 Quest 2 的一半左右，不過仍然比微軟 Hololens 的54°強。
圖片來源：Meta
如果你之前因為解析度太低，用久了頭暈而討厭使用 VR 頭顯，那麼 Meta 在解析度上的努力應該能讓你重新拾回一點信心。
直接對比來看，Butterscotch 的顯示清晰度已經遠超早年的 Oculus Rift和當前在售機型 Quest 2：
圖片來源：Meta
在 VR 頭顯領域，Meta 並不是唯一正在衝擊視網膜解析度的廠家。高端頭顯品牌 Varjo 推出的 VR-3 型號頭顯已經超過了70ppd，甚至略微超過了行業認為的視網膜解析度標準，而且可視角度達到了115°，比 Quest 2 的 110°還要稍微大一點。
很明顯，Meta 要追趕的距離還長著呢。
圖片來源：Varjo
| 人眼追蹤和可變景深
之前在使用 VR 頭顯的時候，另一個會讓我們感到不適應的點，就在於顯示屏的對焦效果。
在用電腦或看電視的時候，螢幕距離我們的位置是固定的，眼睛對焦到螢幕距離上就可以了。然而當我們試圖在 VR 頭顯的3D環境裡觀察或遠或近的物體時，眼睛會自然地調整對焦距離，這就造成了一種視覺上的不適。
Meta Reality Labs 正在開發的第二款原型機 Half Dome，正在試圖解決這個問題。
圖片來源：Meta
Half Dome 是一款搭載了可變焦距/景深 (varifocal) 光學/數碼融合成像技術的 VR 頭顯原型機。通過眼球追蹤技術，頭顯能夠以接近實時的超低延遲水平，追蹤佩戴者眼球晶體的變化，並快速改變畫面中虛擬的「對焦」效果，如下圖所示：
圖片來源：Meta
不過值得提及的是，可變景深光學技術在 Facebook VR 部門已經研究了很多年了，自從最早 Oculus 被收購就在進行了。在2020年 Facebook 曾經表示可變景深技術「基本已經準備好了」 (almost ready) [1]。然而到了2年後的2022年，我們看到仍然是原型機的狀態……
真不知道這項技術什麼時候才能真的準備好。
| 光學畸變
Meta Reality Labs 還希望解決目前在 VR 頭顯上普遍存在的光學畸變問題。簡單來說，VR 頭顯有兩種常見的光學畸變，第一種是位於畫面邊緣，類似於魚眼鏡頭的效果；第二種則是畫面移動畸變，也即隨著佩戴者頭部移動，畫面移動過程中，可能會出現投射偏離、雙眼畫面不同步等情況，導致畫面變形
Meta 沒有太具體介紹這方面的技術細節，不過從一段非常短的視訊中可以看到，他們在解決畫面移動過程中畸變，已經實現了非常不錯的效果。
圖片來源：Meta
雙眼畫面的疊加一直能夠完美保持，只有在畫面邊緣切換時的一瞬間會出現略微重影；
其次，即使頭部快速移動畫面投射的改變也不會發生幻燈片式的梯形畸變，能夠看出在實時畸變消除方面有了非常不錯的進步。
| HDR
Meta 正在開發中的最大、最重，也最酷的一臺原型機，叫做 Starburst（星暴、光芒四射的亮光）。
據祖克柏透露，Starburst 是已知的第一臺支持超高亮度和高動態範圍成像 (HDR) 的 VR 頭顯。
圖片來源：Meta
然而做到這一切並不容易，Starburst 基本上是靠堆砌硬體才實現的當前效果，包括了更高亮度的光源、支持 HDR 雙眼 VR 內容實時計算的顯示卡等。
由於整個系統功率過高，團隊成員甚至直接安裝了兩枚裸露在外的散熱風扇，來給硬體設備散熱；甚至因為系統過重，根本沒法用常規方法戴在頭上，所以只能用兩個把手扶著……
圖片來源：Meta
聊到為什麼要做HDR，祖克柏指出「大自然環境下的亮度，通常能達到一般高畫質電視和高端顯示屏的幾十甚至上百倍。而且真實色彩也比一般的顯示屏更鮮豔。」因此，為了讓 VR 顯示效果更接近真實，HDR 是一定要追逐的一個重要技術方向。
Starburst 的峰值顯示亮度達到了驚人的20000尼特，是 MacBook Pro 的10倍還多。至於 HDR 內容顯示效果，Meta 提供了一段非常短的視訊，效果我們就不描述了，大家眼見為實吧：
圖片來源：Meta
就連祖克柏都承認，「這臺機器非常不現實，我們更多是把它當作未來 HDR 技術研究和學習的試驗田。」
HDR、解決光學畸變、實現可變景深，以及顯著提高解析度——把所有的這些技術結合起來，正好就是更接近真實的虛擬現實/元宇宙效果。
祖克柏表示，未來的計劃是把這些所有的技術，儘可能都塞到一臺頭顯裡面。更重要的是，這款產品還要比現在市面在售的所有 VR 頭顯都更輕、更薄。
他還透露，未來公司對於頭顯產品的計劃是做兩個產品線，一個平價親民，和 Quest 2 系列一樣；另一個則是像前面所說的這樣，融合所有最先進的技術，面向真正的專業級消費者 (prosumer)，在「未來幾年內」有可能推出。
反正從這次幾臺原型機的狀況來看，我們可以明確的一點就是：至少從顯示技術的角度上，如果想要做出這款面向專業級消費者的產品，以及實現真正的虛擬現實和元宇宙，還有太多太多的難關要克服。
但祖克柏還是抱有很大希望的。他說：「距離能夠在 VR 環境裡還原請拿出完美清晰度的場景，這樣的未來距離我們現在已經不遠了。」
暫時只能給小扎一個大大的 「respect」了，也希望他能夠實現宏偉目標，給股市和分析師們一記響亮的耳光。
圖片來源：圖蟲創意
參考資料：
[1] Display Systems Research at Facebook Reality Labs (Conference Presentation) https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11310/2566597/Display-Systems-Research-at-Facebook-Reality-Labs-Conference-Presentation/10.1117/12.2566597.full
