AR/VR光學專家Karl Guttag曾指出,基于VST透視的AR雖然繞開了光學透視AR的一些局限,但VST透視依然存在運動延遲、余光視覺透視效果、分辨率、IPD不匹配等多種問題。的確,VST透視AR的結構、原理比光學透視AR更簡單,但它同樣需要解決許多問題(搭配低延遲光場相機、光場顯示屏來實現高動態變焦),才能實現理想的視覺體驗,因此Guttag認為這將需要很長一段時間,可能超過50年。
(資料圖片僅供參考)
那么對于Meta的VST透視混合現實頭顯Quest Pro,Guttag又怎么看呢?
近期,他在博客中發布了Quest Pro報告,并表示:Quest Pro的VST透視效果糟糕,令人難以置信。Quest Pro官方宣稱用于企業、辦公場景,但它的視覺體驗并不能滿足這些場景的需求。接下來我們就詳細看看Guttag的觀點。
首先,Guttag強調Quest Pro依然是一款為VR游戲而生的產品,認為它沒有達到企業級水平。他表示:ML1、ML2也是這樣,硬件規格和體驗不適合企業級應用,但定位卻指向B端,這更像是營銷策略轉變。實際上,對于超過1000美元價位的產品,營銷人員很難將它們當游戲設備來賣,所以不得不定位企業級產品。
VST透視不理想
在Connect 2022活動上,Meta宣布Quest Pro是首款全彩色混合現實設備,它將實現物理和虛擬世界之間的無縫(Seamless)融合。對此Guttag指出,按照字典定義Seamless指的是沒有尷尬的過渡、終端或差異等跡象,而Quest Pro的混合現實體驗似乎并未達到“無縫”的定義。
Quest Pro畫質實拍
如果說,基于手機的移動端AR算是某種VST混合現實,那么至少手機屏幕分辨率更高,體驗感還是比清晰度、流暢度略低的VST透視VR要好得多。
實際上,已經有很多人在Quest Pro測評中提到其VST透視質量不佳,Guttag測評的不同之處在于,他從計算圖形、顯示、人類視覺界面等多方面出發,將VST透視的問題進行量化。
注意:照片和視頻為攝像頭實拍,采用佳能R5微單,鏡頭16mm、FOV 106°、80ppi、以4K分辨率拍攝,解析能力接近理想的人眼視覺??梢悦黠@發現,Quest Pro的紗窗效應肉眼可見。
Quest Pro支持動態調光功能,這在AR/VR中是比較新的技術,此前的LCD屏是將LED整行的以短周期進行滾動照明。Guttag發現,Quest Pro的屏幕存在閃爍,在運行《Horizon Workrooms》時刷新率可能降到70Hz,而人眼與光視覺對閃爍又很敏感,很多低頻閃爍對人眼是有害的。Guttag指出,大多數VR應用刷新率為90Hz,對于Quest Pro 106°的FOV來講還是有點低。此外,在一些光線環境中,還發現Quest Pro透視圖像和房間燈光因工作頻率導致閃爍的情況。
Quest Pro屏幕和透鏡畸變
Quest Pro采用了兩塊傾斜安裝的LCD屏幕(向外旋轉21°左右),以及Pancake透鏡和數字畸變校正算法。屏幕傾斜安裝可能有兩種原因,一是為了提升垂直FOV,另外則是因為Pancake透鏡更薄,顯示屏更靠近人臉,傾斜安裝后可為用戶鼻子留出位置。
Quest Pro的另一個問題是,LCD屏幕結合Pancake透鏡后圖像發生明顯的枕形畸變,因此需要預先對圖像進行桶形扭曲(四邊向外彎曲),這意味著屏幕外圍像素經歷了光學拉伸,因此分辨率較低。
從左到右:錄屏、透鏡實拍、單反捕捉效果
但由于VST透視攝像頭沒有旋轉,因此其捕捉的每幀視頻都要通過數字校正算法來預旋轉。Guttag猜測,旋轉透視圖像也會影響分辨率,不過考慮到這些旋轉和畸變同時運行,因此圖像質量變差可能是多因素造成的。
從左到右:錄屏、透鏡實拍、單反捕捉效果
Guttag對比了Quest Pro攝像頭捕捉的透視圖像,以及相機實拍的頭顯內透視畫面和攝像頭實拍的場景圖,其中頭顯攝像頭捕捉的圖像為Quest Developer HUB工具錄屏,由于軟件錯誤等因素限制,只能使用該軟件錄制30fps,視頻已經過旋轉和縮放,但未應用桶形失真校正。而從Quest Pro捕捉的圖像和相機直拍頭顯內圖像中,都可以看到圖像邊緣因光學畸變被拉伸了2倍或更多(又通過預補償過程而被壓縮)。
AR透視不清晰、顏色不理想
為了測試Quest Pro透視模式的清晰度,了解它能否接近人眼看世界的視覺效果,Guttag透過Quest Pro去拍攝視力表。結果發現,連第一行都拍不清楚。而在同樣的焦距,佳能相機的拍攝效果要清晰得多。Guttag表示:在美國,如果看不清視力表第一行,那么你屬于法定盲人,而Quest Pro拍攝視力表的清晰度,大概介于法定盲人和視障者之間。
Guttag還測試了Quest Pro攝像頭的色彩表現,如圖可見佳能相機拍攝的視力表背景有橘黃色木柜,這個顏色與肉眼看起來差不多,但通過Quest Pro透視后,木柜顏色的飽和度偏低。Guttag表示:Quest Pro透視圖像的色彩部分有很多問題,時而過飽和,時而低飽和,色調還存在顏色偏移現象。
從左到右:透鏡實拍、單反捕捉效果、6PPD模擬效果
另外,Guttag還用Quest Pro攝像頭、佳能R5分別拍攝了一張復雜的彩色迪士尼地圖,這張地圖印刷了多層次的細節。為了更公平,讓微單拍攝的像素更接近Quest Pro(Quest Pro為6PPD,而佳能R5為70PPD),他將相機拍攝的圖像縮放,確保細節水平(LOD)與Quest Pro大致匹配,然后進行放大,確保圖像尺寸與Quest Pro拍攝的匹配。
結果顯示,Quest Pro透視的色彩表現依然存在差距,仔細看會發現綠色、藍色顯得比較暗淡,俄日企鵝顏色之間的分界線模糊。因此Guttag猜測,Quest Pro最佳中心視覺約為人類良好視力的1/10。
低動態范圍、高失真
Quest Pro的視頻透視效果的動態范圍很低,其搭載的定位攝像頭對紅外光敏感,因此環境中任何明亮或發光的物體經過透視會變成白色。而在環境光線不佳的場景,透視圖像的噪點也很大。
Guttag表示:Quest Pro捕捉近距離物體的視覺效果更糟,而較遠的物體則會產生奇怪的扭曲。
在另一個測試中,Guttag利用Quest Pro去拍攝更復雜的房間場景,房間中有一個計時的筆記本電腦,還有一個擺動的視力表,背景則是木柜、書柜、白墻。Guttag表示:盡管視頻中電腦屏幕看起來足夠亮,但實際上我將電腦亮度設置為最低,才能讓Quest Pro看清屏幕上的計時器。
另外還發現,擺動的視力表在經過背景的木柜時,有明顯的扭曲和失真,并且還有混色效果,以及圖像運動延遲。
整體來看,Quest Pro VST透視錄屏的顏色表現足夠準確,但經過透鏡實拍的效果還是存在顏色過飽和。Guttag表示:相比于Quest Pro VR模式出色的顏色效果,VST透視的色彩效果很差,也許未來可以得到修復。
刷新率不同步
Guttag還指出,Quest Pro顯示屏、透視攝像頭(通過Meta Developer應用捕捉視頻)的刷新率均為90Hz左右,但實際上略有不同,因此捕捉到的透視視頻每3幀會出現至少一處撕裂或幀滾動。
不過,上述現象僅在Quest Pro錄屏中出現,通過透鏡實拍的視頻中這種現象不明顯。這說明,Quest Pro透視模式的錄屏與進入顯示屏的視頻源不同步。另一方面,透鏡實拍視頻以更高的刷新率拍攝,而錄屏中則存在重復幀。
透視圖像質量差原因
盡管Quest Pro錄屏只有30fps,但視覺效果還是優于直接在Quest Pro看到的透視效果。Guttag猜測,Quest Pro系統會優先處理運動到光子延遲(Motion to Photon Latency)而不是圖像質量,而錄屏則相反。
據Guttag測量,Quest Pro將IR定位數據和RGB VST結合來生成透視圖像,運動到光子延遲約在40到50毫秒之間。
值得注意的是,Quest Pro的透視模式更側重于3D空間捕捉,而非圖像質量,這是為了更好的將MR內容固定在空間中。Guttag表示:Meta工程師一定知道,將單個彩色相機與兩個低分辨率定位相機結合使用,會嚴重損害圖像質量。那為什么會這么設計Quest Pro呢?也許,是為了試圖避免比這更糟糕的問題,即使犧牲吐下那個質量,也要確保虛擬圖像與物理空間的位置匹配。但這意味著Quest Pro的圖像失真程度糟糕,尤其是透視近距離物體的視覺效果很差。
Guttag認為,這實際上是得不償失的選擇,未來即使加入額外的彩色透視相機,也還是需要解決算力、功耗的問題,很難想象要多少算力才能實現理想的透視質量。
VST透視并不安全
此前Guttag就曾吐槽ML2透光度不好,用戶余光視覺被遮擋,因此有安全風險。對于Quest Pro他也有同樣的看法,盡管該頭顯可通過視頻透視看到周圍環境,但還是會遮擋大部分視線。而且,VST透視分辨率低、有高度失真,尤其是動態范圍差,現實場景中明亮的東西無法清晰顯示。
因此,在使用Quest Pro透視模式時,還是要劃定邊界,而且Meta建議用戶在房間內使用,盡量清空周圍的障礙物。也就是說,你不能把它像眼鏡那樣戴出門。
Guttag指出,如果長時間使用Quest Pro的透視模式,還可能發現VAC、閃爍等問題。
總結:還不夠成熟
作為Meta首款支持彩色VST透視的VR頭顯,Quest Pro不只是為了讓玩家在VR中也能查看周圍環境,它還想要推動某種MR內容生態。但從實際效果來看,Guttag認為這項技術還不夠成熟,還不能讓VR實現AR/MR效果。它有點像是Reality Lab還在開發的實驗性技術,除了展示創新技術外,也可能是希望通過Quest平臺在大規模用戶群中進行驗證。
而對于Meta來講,彩色VST和混合現實可能是Quest Pro的營銷手段,目的是突出它與傳統VR的不同。也有人猜測,Meta是想趕在蘋果之前率先定義MR頭顯。
盡管如此,Quest Pro搭載的定位攝像頭分辨率很低,僅1280x1024,盡管結合了1600萬彩色相機,透視效果比Quest 2有所改進,但整體透視清晰度還是有限。
Guttag認為現階段VST透視技術僅適合查看現實空間中的大型物體,或是為VR設定邊界,與光學透視AR還差得遠。從視覺角度來看,Quest Pro犯了很多錯,但相比之下Lynx R1的透視效果似乎還好不少。參考:KG
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責任編輯:Rex_13