技術帝實力分析:MagicLeap根本沒用光纖掃描技術
Magic Leap將要打造世界最先進的MR頭顯設備,但他們到目前為止都沒有公開展示過自己的顯示技術。那么Magic Leap到底要使用哪種顯示技術呢?至少他們在自己的宣傳視頻中使用了哪種顯示技術呢?下面是國外技術帝Karl Guttag通過分析Magic Leap放出的視頻得出的結論(翻譯內(nèi)容直接用我指代Karl Guttag)。
今年早些時候我們曾看到過一份Magic Leap的專利報告,里面描述了匪夷所思的光子晶片和光纖掃描技術,但Magic Leap宣稱直接使用自家設備拍攝出的視頻卻暗示他們并沒有使用專利上的技術。那么他們偽造了這個視頻嗎?
答案顯然是否定的。Magic Leap的確是使用他們的設備拍攝的視頻,但這個視頻卻沒有使用專利中描述的光纖掃描技術。有人認為Magic Leap故意在視頻中露出一些顯而易見的馬腳,目的是為了誤導他人,讓他們無法正確認識到Magic Leap所使用的技術,對于這種陰謀論式的觀點我也持懷疑態(tài)度。Magic Leap也許采取了非常嚴格的保密措施,為了保護自己的商業(yè)機密,但沒必要做到這種地步。
最大的可能是,針對消費級產(chǎn)品,Magic Leap在視頻中的原型機上試驗了各種不同的顯示技術,想要找到最適合的技術。我曾聽說ML嘗試了各種不同等級的系統(tǒng),而他們在視頻中展示的很有可能是目前最成熟的技術,最有可能量產(chǎn)的產(chǎn)品。
那么最后的問題是,他們在視頻中展示的到底是哪種技術?
這里有確鑿的證據(jù)證明這一點:讓我們來一點點剖析ML的視頻,這里有來自Magic Leap放出的《清新早晨》視頻中的一個截圖,從視頻我們可以看出ML當時正在緩慢移動攝像機和他們的設備。由于攝像頭和頭顯是不同的設備,它們很有可能工作在不同的幀率上,這樣就會產(chǎn)生所謂的瞬時幀快門殘影(幀率不同步時錄像設備就會拍攝到顯示設備產(chǎn)生的多幀畫面),然后在畫面的局部區(qū)域產(chǎn)生虛像。這個細節(jié)和其他我們沒能注意到的虛像暗示出了ML在視頻拍攝時所使用的顯示技術。
仔細看一下圖片左側紅圈中的畫面,你會發(fā)現(xiàn)綠箭頭所指的區(qū)域存在拖影(或者說重影)。這個畫面產(chǎn)生的原因就是攝像頭拍攝到了顯示屏從上一幀轉化到下一幀的過渡畫面(右側紅圈的中的圖像更加明顯)。為什么說這是顯示屏產(chǎn)生的虛擬畫面造成的,只要看中間紅圈的圖像大家就能明白了,中間的臺燈是現(xiàn)實畫面,所以攝像頭并沒有拍攝到重影。
除了這個視頻,我們還察看了ML和工業(yè)光魔合作拍攝的星戰(zhàn)MR視頻以及ML拍攝的早期Demo視頻,這些內(nèi)容被Magic Leap專門標注為“使用Magic Leap技術直接進行拍攝...沒有添加任何CG和合成效果”,我希望能找到其他類似的效果,能夠暗示ML使用過的顯示技術(如果他們在做實驗,說不定還能找到使用其他技術的跡象)。
那么,有這個殘影效果,我們確認ML不可能使用的顯示技術有:
1.激光光纖掃描顯示技術(Laser Fiber Scanning Display):這個在Magic Leap專利文件中大放異彩的顯示技術是不可能應用到ML給出是視頻里的(盡管他們的CTO就是專門研究這方面的大牛)。為什么這么說?無論是單根還是陣列光纖掃描,它們都是邊旋轉邊掃描的,無論如何它都需要一個“回掃/空白”的時間來讓光纖回歸初始位置(逐漸旋轉擴大,但最終必須回歸初始位置重新旋轉)。這個空白時間會在畫面中呈現(xiàn)一個對角線黑色回掃線,這樣的黑線必然在畫面中閃爍出現(xiàn)(這就有點像老式CRT(陰極射線管)電視機,當然CRT并沒有旋轉,它出現(xiàn)的是水平的黑色回掃線)。另外,采用激光掃描顯示的設備有可能會出現(xiàn)激光散斑現(xiàn)象,但視頻中沒出現(xiàn)過。當視頻拍攝對焦不準時,我們會在畫面中看見激光散斑。所以說,如果他們真的使用了光纖掃描技術,我們應該會看到回掃產(chǎn)生的黑線和激光散斑現(xiàn)象,而不是重影。但在我對這個激光束掃描的研究中,無論是靜止幀還是視頻中都沒有發(fā)現(xiàn)這樣的證據(jù)。
2.場序制數(shù)字光處理或硅基液晶(Field Sequential DLP or LCOS):采用場序制色彩顯示技術的顯示屏必定會因為顏色的交替顯示而產(chǎn)生色彩滾動、閃光或閃爍現(xiàn)象,但ML的視頻中并沒有產(chǎn)生這些情況。場序制技術一次只顯示一種顏色,它利用人眼的視覺暫留在時間上對三原色進行混成產(chǎn)生各種色彩。而同樣這些快速變動的色彩與攝像機的快門變換頻率不可能完全一致,這樣拍攝的視頻就會發(fā)生色彩改變、閃爍或是重影現(xiàn)象。這一點相當重要,因為場序制硅基液晶的主要生產(chǎn)商臺灣奇景光電同時也在為Magic Leap開發(fā)投影設備驅動引擎。所以他們的確有可能使用場序制技術,但目前的情況來看,他們不是沒有使用這種技術,就是在實際的產(chǎn)品中改用別種技術了。我觀察過很多場序制DLP和LCOS在攝像頭顯示的靜止畫面,而ML視頻不是那樣的。
3.鏡面激光束掃描(Laser Beam Scanning with a mirror):與CRT和光纖掃描一樣,這種技術不可避免會有空白/回掃階段,然后就會在畫面上產(chǎn)生回掃線。我在這里提及它只是為了盡量列舉完整一些罷了。
而下面列舉的技術則能夠產(chǎn)生ML視頻中的那種效果:
1.微型OLED技術(Micro-OLED,目前有十家制造商):這就是一種微型顯示屏,將微型OLED制作到硅或其他材質(zhì)的基板上(跟普通OLED顯示屏比較就是尺寸更小,像素密度更高,制作方法可能也不同)。知名科技博客OLED-info列舉出了目前所有的制造商(最近愛普生也加入了這一名單,而我相信三星肯定也在開發(fā)自己的面板)。微型OLED足夠小巧,它可以借助波導技術嵌入小型頭顯裝置中,從本質(zhì)上它就是一個顯示器,所以自然能產(chǎn)生視頻中的那種重影效果。
2.透射式彩色濾光片高溫多晶硅(Transmissive Color Filter HTPS(愛普生)):使用高溫多晶硅(目前的高端IPS顯示屏都是采用了更先進的低溫多晶硅LTPS)和濾光片的技術恐怕已經(jīng)過時了。它的主要制造商愛普生自己也轉換到微型OLED技術了,而第一代Meta頭顯用過這個技術,但現(xiàn)在的Meta2也換成了普通的OLED(配合大型反射裝置)。這個技術最大的問題在于分辨率低,小型化困難。
3.透射式彩色濾光片硅基液晶(Transmissive Color Filter LCOS(Kopin)):Kopin是唯一一個生產(chǎn)此類設備的公司,但他們還沒有展開零件供應業(yè)務,并且他們在向高分辨率、小型化的發(fā)展過程中也遇到很多困難。
4.反射式彩色濾光片硅基液晶(Color Filter reflective LCOS):在這里列舉這個技術只是為了將內(nèi)容補充完整罷了。理論上它也能產(chǎn)生那個效果,但它的圖像在對比度色彩飽和度方面很差。不過作為供應商的奇景光電也具有生產(chǎn)這種設備的機器罷了。
5.大尺寸LCD或OLED(就是普通手機用的屏幕,相對微型OLED尺寸算大的了):使用這種面板不可能制作出尺寸小巧的頭顯裝置,它更像是Meta2那種,或者如果是VR設備,那就是Rift和Vive那種。Magic Leap不大可能使用這種面板,因為他們經(jīng)常在公開場合宣稱要生產(chǎn)可以長時間佩戴、體型小巧的設備。不過它的確也能產(chǎn)生視頻里的殘影效果。
那么,最終的勝者應該是:微型OLED顯示器。我們使用排除法進行篩選,最終的結果就是這個了。首先我要聲明,我個人并不是微型OLED的擁護者,只不過這是最合理的選擇。
在我開始進行分析之前,我并沒有傾向于這個技術。倒不如說,我更傾向于場序制顯示器或是掃描類設備,因為一開始我并沒有發(fā)現(xiàn)能夠證明使用了這些技術的圖像。然后,我發(fā)現(xiàn)了那個殘影效果,如果攝像機捕捉到了殘影,它也應該捕捉到其他效果,但實際上沒有。
所以,根據(jù)我找到的圖像,我得出了這個結論。這個結論完全根據(jù)我自己的技術分析,我并沒有什么內(nèi)部消息,說到底這仍然是個人猜測,具體結果如何,還要看Magic Leap的選擇。
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