VR|下一个十年，看影创科技如何开启元宇宙时代( 二 ) 手柄|摄像头|算法|数码

02-Pancake光学方案

Cambria Pancake光路示意图
Pancake光学方案会使VR设备的体积缩小（前壳厚度从7cm左右变成2.5cm左右）、重量更轻（前壳重量从400g左右变成150g左右）。这是由于Pancake方案采用多镜片折叠光路，可以使VR设备内部结构更加紧凑。但是光路的复杂程度直接导致了光学模组加工工艺难度的攀升，控制良率的难度相比传统光学的单片菲涅尔透镜更高。轻薄的光学模组加上环形佩戴方式，消费者在佩戴VR设备时舒适度会明显提升。
Pancake光学方案可以实现大视野、出色的图像性能以及超紧凑的尺寸，毋庸置疑这三点与未来VR设备的需求完美契合。因此， VR设备在体积和重量上都有新的跨越后，可供长时间佩戴，并且移动性增强，其应用场景的选择性将更为广泛。未来的VR设备将不仅仅只是娱乐工具那么单一，而是变成了生产力工具。影创已经联合合作伙伴在Pancake光学方面做了多年的研发设计和方案积累，可以满足多类屏幕和显示参数的需求。
03-彩色See through

Cambria彩色See-through
目前， VR设备使用空间范围有限，这也是行业一直在攻克的难关之一。 VR设备作为沉浸式体验设备，佩戴后看不见真实世界，用户在使用时频繁地脱摘非常令人头疼。在本届大会上， See-through功能的重大改进也是亮点之一，从原先Quest 2的低分辨率单色See-through系统提升至高清晰度彩色See-through功能，用户能够在佩戴VR设备时，通过开启对外的彩色摄像头看见高清、彩色、无扭曲低延迟的真实世界，如此看来， VR与AR相融合的时代正在悄悄来临。
若要实现高清晰度彩色See-through功能，则需要在VR头显上最少装置2个RGB摄像头。摄像头存在着天然物理延迟的问题，因处理的信息量增长，高分辨率RGB摄像头的延迟会比原先的灰度摄像头更高。为了降低高分辨率RGB摄像头的物理延迟，我们通过空间扭曲等一系列的技术对画面进行预测及三维重构，将真实世界通过渲染的方式呈现在用户眼前，以此填补掉帧带来的画面缺失，从而降低物理延迟带给用户的不适感。另外，虽然RGB摄像头比灰度摄像头的物理延迟更高，但它能识别更多色彩，因此鲁棒性更好，可以在更复杂的光照环境下使用，更精准地识别手势追踪， SLAM空间定位功能也会随之提升。
当VR设备最重要的一个缺点被克服，便意味着其移动性大大增强。用户不再拘泥于一个划定的空旷环境，也不再需要频繁地摘脱，而是能够一键轻松切换虚拟世界与真实世界， VR与AR相结合的设备，确实非常令人向往。
可以预测，未来五年高端AR眼镜将以Cambria的形态出现。目前市面上一些价格昂贵的高端AR眼镜以及它们的应用场景都将被具备彩色See-through功能的VR设备取代，因为它同时拥有更大的视场角、更好的显示效果以及更低的价格，将全面替代目前传统光学高端AR眼镜涉足的教育、工业、文旅、医疗等行业。不难预见，在不远的将来，整个XR行业会有更大的格局变化。
04-手柄自追踪

Cambria手柄
上述我们说到， Cambria将使用RGB摄像头实现高清晰度彩色See-through功能，能够让用户在佩戴VR设备的情况下依然可以看见高清彩色真实世界。但RGB摄像头没有灰度摄像头的滤光片，无法很好地识别红外光，从而导致现在大部分VR设备所使用的红外LED式圆环追踪方式无法实现。那么，问题就来了，当VR头显无法追踪手柄，手柄该何去何从？答案很简单，手柄实现自追踪。
我们猜测， Cambria新手柄采用自追踪模式，手柄上安装有3个不同方向的相机，用于视觉VIO跟踪定位。工作原理大概是手柄端实时进行视觉VIO算法，独立解算位姿，并与头显进行视觉标定。使用RGB摄像头后，手柄能够360度追踪，不再受限于设备传感器的FOV（视场角）大小，能够获得更大自由度的交互体验。手柄自带算力实现独立SLAM空间定位后，原先集中于VR头显的算力负担会分散，减少了负载和功耗，头显可以设计得更加轻便。另外，由于取消了红外LED灯环，头显上得摄像头采用可见光跟踪，可以适应更复杂的光照环境，改善在室外场景的使用体验。