追求身历其境的 3D 影像以及沉浸式互动,至今仍是各种技术争鸣。交大前瞻显示光学实验室的教授黄乙白与其团队,和群睿产学合作,研发出光场式 3D 飘浮影像,要带来全新的视觉和互动体验。
从 4K 到 8K 显示器的进展、OLED 面板技术的研发等等,标志着 2D 影像的持续成熟;然而,3D 影像仍旧尚未出现主流技术。台湾在这块领域中,则有以交大教授黄乙白为首的前瞻显示光学实验室团队和群睿产学合作,研发光场式飘浮影像技术(floating image by light field),能呈现立体实像、在使用上更方便,也因此在 2017 未来科技展上大放异彩,并获得“未来科技突破奖”等三项大奖。
2018 年双方成员共同成立幻景启动后,持续深耕光场技术,结合自家开发的飘浮影像平面型显示装置(floating image panel)、算法和整合互动功能。此平面显示装置平放时,彩色立体实像可呈现在装置表面,不用任何反射介质,使用者也不需配戴头部显示器或 3D 眼镜,就能够以裸眼从斜向位置观看此飘浮影像。幻景启动首席执行官杨钧翔表示,他们的技术还可借由声音和手势让影像产生反应,提供更人性化、更自然和更直观的视觉和互动体验,能在商用显示、游戏娱乐、虚拟助理、智慧零售、消费性电子等领域创造全新价值。
▲ 幻景启动的共同创办人们。由左至右依序为软件经理张凯杰、首席执行官杨钧翔以及光学与系统整合经理丁志宏。(Source:幻景启动)
从2009 年《阿凡达》3D 电影上映以来,3D 影像一度成为热门话题,加上AR/VR 发展,代表业界与消费者都期待着更好的视觉感官享受。但是,这些技术大多有使用上的缺点,像是需要配戴3D 眼镜或头部显示器、必须手持装置才可以点选互动,以及需要电线或是电池供电等等,造成诸多的不便。
幻景启动的飘浮影像特点在于,除了不需配戴任何头部显示器外,其次就是它采用光场(light field)显示技术,而非一般 3D 影像或 AR/VR 装置的“视差型 3D”。视差型 3D 其实是透过投放具有些微差异的影像,再利用不同技术,如 3D 眼镜,让左右眼睛分别看到不同的影像,大脑接收后会融合成具深度资讯的 3D 影像,但这并不是真的看到实像,因此会造成头晕或视觉疲劳。但光场技术是去纪录一个物体光线的强度与角度资讯,再透过透镜阵列及其他光学元件设计,即可于空间中还原物体的真实影像,且不会产生视觉疲劳。
软硬整合,全面考量技术完整性
此外,不同于VR 装置的直视型显示器,幻景启动的平面型显示装置可以放在桌面,让飘浮影像悬在显示装置上方,还可轻易整合在生活环境中。例如在远距会议上讨论产品设计,只要让桌子结合这款显示装置,就可以直接呈现产品的3D 结构及细节,向远端的客户进行说明,既不占空间也不需反射影像的界面。往后,这款装置的3D 面板还可以整合进行动装置中,让用户随时使用飘浮影像的功能。
在内容制作上,开发者只需要自行用3D 绘图软件完成,幻景启动就会协助coding 做出数字信号,让客户可以用这个讯号将飘浮影像呈现在显示装置上。
至于在行动装置使用时,影像资料的传输速率会不会变成一个问题呢?杨钧翔分析道:“20 秒的 3D 飘浮影像动画档案约 100MB,其实没有很大。”而幻景启动也会采用以下两种方法改善使用者体验。一是线上串流机制,将即时影音资料压缩后,再稳定快速地传输送到用户端,透过播放程式解压缩开始播放,用户可以一边下载、一边观看。二是 coding 的运算将会拆成两部分,分别在云端以及边缘端(Edge)进行。再者,未来当 5G 传输商转后,理论上也不再需要担心这些问题。
▲ 光场式飘浮影像能够与人互动,并且结合实体场景,创造更多元的应用价值。(Source:幻景启动,由保温睦邻驻站团队拍摄)
突破技术困难,寻求大厂合作开发
要符合使用者体验需求,影像精细度和互动性都不可或缺。为了达到能和影像互动,幻景启动的 3D Air Touch 能让电脑透过感测器侦测手和飘浮影像的相对位置,而当手碰触到实像时,就可以送出往后退或有反应的影像讯号。这部分图学的算法相当不容易,目前幻景启动正与各大国际品牌商积极进行工程开发合作,并找寻创新应用。
杨钧翔表示,光场技术研究还不算多,但这两年也逐渐热了起来,交大与群睿算是较早投入的,而像 Samsung、SID 也都宣称光场技术是未来趋势。不过,其他发展光场技术的厂商都仍以直视型显示器为主,幻景启动却另辟蹊径,将显示器平放于桌面上,使用者以斜向视角裸眼即可观看 3D 飘浮影像,做出技术和市场的区隔。
对于曾参加科技部的未来科技展,杨钧翔很感谢有机会将团队的技术概念曝光,除获奖肯定外,更接触不少台湾潜在客户。在技术研发上,也受到科技部 TITAN 计划的 Prototype 厚创新创意实现平台帮助,获取经费补助制造原型机种。
如今视觉与互动体验整合的技术在市场上都还未定于一尊,因此杨钧翔认为彼此不是在争抢大饼。“我们的目标是让光场式飘浮影像技术更加纯熟,先通过使用者以及市场的考验。”就如同当初乔布斯的 Apple 团队推出 iPhone,创造出符合人性与便利的体验,这才是消费者想要的,也是幻景启动想要达到的高度。
▲ 交大前瞻显示光学实验室的教授黄乙白与其团队,和群睿产学合作,研发出光场式 3D 飘浮影像。2018 年双方成员共同成立幻景启动。
(首图来源:Shutterstock)