光場顯示(LFD)被認為是一種很有前景的重建真實物體光線分布的3D場景技術,它使用人類視覺中的所有深度線索(包括雙眼視差)近似目標顯示對象的原始光場,運動視差顏色提示和正確的遮擋關系。利用鏡頭陣列獲取場景中所有角度的光照信息,并將其編碼為光場數據。光場顯示可以顯示動態的3D立體場景,并可實時根據用戶的視角提取和渲染對應的光場數據,呈現出高逼真的立體視覺效果。隨著光學器件和計算機圖形學的發展,光場顯示技術已經逐漸成熟,渲染技術是光場顯示技術的關鍵之一,它實現了3D場景的生成和顯示。
據報道,微美全息(NASDAQ:WIMI)開發了基于光場顯示的虛擬立體內容渲染技術,其可將現實世界中的場景數字化,然后進行模擬和渲染,最終呈現出真實的立體感。光場顯示虛擬立體內容的渲染技術包括以下幾個關鍵步驟:
3D場景建模:將現實中的場景建立在3D虛擬空間中,使用3D建模軟件、3D掃描設備等進行三維建模。
光學仿真:利用光學仿真技術,模擬物體表面反射和折射等光學性質,計算出物體的光場信息。
光場采集:對建立好的3D場景,采集物體的光場信息,生成光場圖像。光場是一種描述光線的物理參數,包括光線的方向、顏色和強度,并結合光場分離技術,從而得到一個完整的光場數據。
光場處理:對采集到的光場圖像進行預處理,包括幾何矯正、去噪、色彩矯正等處理。
虛擬視點生成:利用光場圖像和預處理的光場數據,計算出虛擬視點的光場圖像。
光場壓縮:由于光場數據非常大,所以需要對其進行壓縮,以便存儲和傳輸。
光場渲染:光場顯示需要將采集到的光場進行合成,從而呈現真實的3D場景。在實時渲染系統中,結合虛擬視點的光場信息和顯示設備的參數,對虛擬視點進行渲染,實現立體顯示效果。
從光場采集、光場處理、光場壓縮到光場渲染,光場顯示虛擬立體內容渲染技術采用一系列技術和算法,大幅提升虛擬場景的真實感和交互性、拓展了空間視覺效果。
WIMI微美全息基于光場顯示的虛擬立體內容渲染技術通過對光的方向、強度、顏色等屬性進行精確的控制,實現了比傳統立體顯示更加真實、自然的效果。近年來,虛擬立體內容渲染技術在光場顯示技術中的應用日益廣泛,特別是在虛擬現實、增強現實、游戲、醫療等領域得到了廣泛應用。在虛擬現實應用中,基于光場顯示的虛擬立體內容渲染技術可以實現更加豐富、生動的虛擬環境效果。與傳統立體顯示相比,光場顯示可以消除眼睛疲勞等不適感,同時也可以提供更好的交互體驗。在增強現實應用領域,基于光場顯示的虛擬立體內容渲染技術可以實現更加逼真的虛擬信息疊加,幫助用戶更加準確地理解和感知周圍環境。在醫療應用領域,可以通過基于光場顯示的虛擬立體內容渲染技術實現醫學影像的三維可視化,提高醫生對病情的判斷和治療效果的預估。隨著技術的不斷發展,其應用領域將會越來越廣泛,也將會帶來更加豐富、直觀的現實體驗。
為了進一步推動基于光場顯示的虛擬立體內容渲染技術的發展,未來WIMI微美全息將從材料、光學、計算機圖形學等多方面進行不斷的技術創新與突破,實現更高效的光線跟蹤算法、更精細的紋理映射技術和更準確的物理模擬等,提升虛擬場景的真實感和交互性。