祖克柏親揭 Meta 歷年多款 VR 原型機，一窺下一代 VR 顯示技術

為了實現祖克柏（Mark Zuckerberg）去年秋季分享的元宇宙（Metaverse）承諾，Facebook 母公司 Meta 要為虛擬世界的用戶提供與真實環境毫無區別的視覺體驗。歷年來 Meta 旗下 Reality Labs Research（RL Research）的顯示系統研究團隊開發多款 VR 原型機，最終希望為消費大眾帶來最適合連結元宇宙的 VR 頭戴式裝置。

現今 VR 頭戴式裝置帶來無與倫比的 3D 視覺體驗，但這種體驗在許多面向與人們在現實世界看到的不同：與電視、筆電或者手機相比，它的解析度較低；鏡片讓配戴者的視角失真，而且無法長時間使用；背後原因更是因爲人體視覺系統的各個要素環環相扣，看似逼真的 3D 圖像並不足以營造視覺真實感。

為實現元宇宙目標，Meta 需要建構前所未有的 VR 顯示系統，並搭載於輕量級裝置方便使用，技術先進到可以提供雙眼在自然運作下的所見所聞，如此一來當在使用 VR 時，雙眼會感測人們正在觀看現實世界，這測試稱為「視覺圖靈測試」（Visual Turing Test）。

於是 RL Research 顯示系統研究團隊正為 VR 建構新技術基礎結構，有變焦技術，以確保對焦正確，並在手臂長度範圍內長時間提供清晰舒適的影像；能校正失真，幫助解決觀看螢幕時引起的像差，例如圖像扭曲或彩色條紋；讓解析度可達、甚至超過 20/20 或 6/6 視力；更具高動態範圍（High Dynamic Range，HDR）技術拓展 VR 顯示色域、亮度及對比。

研發新技術面對解析度、對焦、失真及高動態範圍等種種挑戰，顯示系統研發團隊這些年來發展出各式各樣的 VR 原型機以深入研究：

Butterscotch

「Butterscotch」是為了 VR 裝置呈現視網膜解析度的體驗而設計，視網膜解析度是任何配有螢幕產品的黃金標準，例如電視或手機等產品顯示早已超過每度 60 像素的基準，模擬出等同視力 1.0 的表現。

為了創造接近視網膜解析度的體驗，「Butterscotch」的團隊將視野縮小到約 Meta Quest 2 的一半，並採用一種新的混合鏡片，可達到更高的解析度。不過，這款原型機距離量產上市還很早，儘管能完美展示 VR 解析度的現有極限，但它又大又重，不便於使用。

Half Dome 系列

藉由「Half Dome」系列，顯示系統研發團隊持續在更小尺寸的 VR 裝置發展無縫變焦運作。「Half Dome Zero」早在 2017 年用戶測試使用，到「Half Dome 1」時，團隊將視野擴大到 140 度；對「Half Dome 2」團隊專注人體工學與舒適性，透過縮小頭戴式顯示器的光學元件，減重 200 克。

直到「Half Dome 3」引進電子變焦，並將 Half Dome 2 的所有移動零件都替換為液晶鏡片，減少 VR 裝置的尺寸與重量。

Starburst

若要實現更好的 HDR，關鍵在於提升尼特（nits）或增加物體發出的光源。研究顯示，理想亮度峰值為 10,000 尼特，目前電視產業的 HDR 顯示器努力朝此方向精進。VR 的世界裡，如 Meta Quest 2 的最大值為 100 尼特，若要超過 100 尼特並維持頭戴式裝置的外型與尺寸是巨大的挑戰。

「Starburst」則是顯示系統研發團隊專為 HDR 設計的原型機，可呈現室內或夜間環境中看到的所有亮度，最高可達 20,000 尼特；但是它同樣又大又重，使用時甚至需要像用望遠鏡一樣出力扶著它。