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澎湃报道丨奕目科(kē)技创始人李浩天:光场相机如何帮助构建元宇宙?

发布人: 发布时间:2022-09-20 阅读数 (2417)
奕目科(kē)技创始人李浩天接受澎湃新(xīn)闻采访

·“光场相机的一个特性即,其COMS芯片表面封装了几千万颗不同角度的复眼透镜,每个透镜就是一根头发丝大小(xiǎo),相当于一台相机实现了多(duō)台相机的功能(néng),尽可(kě)能(néng)把空间中光的不同维度信息捕捉记录下来。”

·“如果使用(yòng)光场相机采集真实世界的信息,然后用(yòng)计算机建模再输入到VR眼镜中,就可(kě)以把元宇宙的整个三维世界建设得更加逼真。”

仿生昆虫复眼成像,将几十万至几百万个微小(xiǎo)复眼传感器精密封装成一台相机,单次拍摄实现三维成像……这已经不是顶刊论文(wén)里的前沿研究,光场相机已经走出实验室,在工业环境中真实发挥作用(yòng)。


“光场相机的一个特性即,其COMS芯片表面封装了几千万颗不同角度的复眼透镜,每个透镜就是一根头发丝大小(xiǎo),相当于一台相机实现了多(duō)台相机的功能(néng),尽可(kě)能(néng)把空间中光的不同维度信息捕捉记录下来。”奕目科(kē)技创始人李浩天在接受澎湃新(xīn)闻专访时介绍道。

随着智能(néng)制造的不断发展,机器视觉作為(wèi)产線(xiàn)的眼睛,直接制约产品的出厂质量和安全性。中國(guó)虽然拥有(yǒu)世界最大的制造业市场,但核心视觉模块大部分(fēn)都不是國(guó)产。成立于2019年的奕目科(kē)技,是國(guó)内率先全面掌握光场相机光學(xué)设计、微纳加工、封装制造、算法软件等全链路核心技术的三维光场相机提供商(shāng)。2021年,奕目科(kē)技在率先实现了光场相机在工业产線(xiàn)检测的批量应用(yòng)。

 

在专访中,李浩天解释了新(xīn)兴的光场成像技术的原理(lǐ),介绍了光场技术的应用(yòng)场景,以及其在元宇宙核心零部件生产中发挥的作用(yòng),也谈到了技术趋向与规划。

以下為(wèi)部分(fēn)采访实录:

澎湃科(kē)技:什么是光场?光场相机的原理(lǐ)是什么?

李浩天:光场其实跟物(wù)理(lǐ)里學(xué)到的磁场、重力场是类似的东西,都是看不见摸不着,但存在于生活的方方面面。為(wèi)什么叫光场?因為(wèi)光有(yǒu)很(hěn)多(duō)维度,不同波長(cháng)代表不同颜色,比如長(cháng)波長(cháng)是红光,短波長(cháng)是紫光;还有(yǒu)偏振,不同的偏振态就可(kě)以呈现不同的显示状态;以及光的强度,比如明暗;光沿着直線(xiàn)传播等等。光场就是描述光所有(yǒu)特性的统一概念。

光场相机的一个特性即,在其COMS芯片表面封装了几千万颗不同角度的复眼透镜,每个透镜就是一根头发丝大小(xiǎo),相当于一台相机实现了多(duō)台相机的功能(néng),尽可(kě)能(néng)把空间中光的这些信息捕捉记录下来。

澎湃科(kē)技:光场相机目前有(yǒu)哪些应用(yòng)?

李浩天:其实目前在國(guó)外,光场相机在元宇宙领域最多(duō)被谈及,它可(kě)以完成元宇宙前端的信息采集。

元宇宙最关键的核心零部件就是VR眼镜和裸眼3D两部分(fēn)。在真实的场景中,人眼是可(kě)以不断遠(yuǎn)近对焦的,比如对焦在遠(yuǎn)处,近处就是虚焦的。但一般VR眼镜是固定焦距,只有(yǒu)二维的信息,那么眼睛就会疲劳,也会觉得看到的信息不真实。现在的VR眼镜确实可(kě)以呈现出不同视角的3D特性,但如果转的角度比较大,或者有(yǒu)多(duō)人在同一个屏幕上,它可(kě)能(néng)就算得不够准。因為(wèi)从源头来说,它无法捕捉到眼睛看到的东西是从哪个方向传播出的光線(xiàn)。如果使用(yòng)光场相机采集真实世界的信息,然后用(yòng)计算机建模再输入到VR眼镜中,就可(kě)以把整个三维世界建设得更加逼真。

澎湃科(kē)技:你提到了像VR这些设备目前不成熟的地方,那么成熟后的最终形态会是什么样子?

李浩天:我觉得最终形态会像我们看的科(kē)幻電(diàn)影一样。可(kě)以想象一个场景,每天早上醒来穿一件特殊的衣服,这衣服上有(yǒu)一堆传感器,但是我们看不见摸不着,也觉得很(hěn)舒服。比如手指上的传感器,手一伸就可(kě)以去触控一些虚拟的东西;头部的传感器能(néng)感知到我今天的情绪,如果不开心元宇宙可(kě)能(néng)就推送一些开心的东西;同时,眼球上会投影一些虚拟的画面。等洗漱完出门上班,就可(kě)以看到整个城市有(yǒu)各种各样的虚拟立體(tǐ)的裸眼3D设备。很(hěn)像科(kē)幻電(diàn)影的场景,但某种程度上科(kē)技发展一个最重要的内驱力就是实现人类的想象和需求。

澎湃科(kē)技:就你所了解的信息来看,中國(guó)在元宇宙相关产业方面目前发展速度怎么样?

李浩天:目前在硬件层面,如VR眼镜硬件,中國(guó)跟國(guó)际最一流的厂商(shāng)是接轨的,國(guó)际最新(xīn)的技术、最新(xīn)的生产需求都是在中國(guó),中國(guó)肯定是可(kě)以在硬件层面赶上的。中國(guó)有(yǒu)Pico、字节跳动,包括小(xiǎo)米、华為(wèi)也都推出了一系列VR眼镜,我相信在品牌方面,在软件系统方面都有(yǒu)一定突破。所以整體(tǐ)看下来,中國(guó)在元宇宙领域肯定跟世界最顶尖的水平差距不大。

澎湃科(kē)技:能(néng)不能(néng)用(yòng)通俗的方式解释一下VR、AR、XR这些设备的核心零部件是什么,光场技术在其中会起到什么作用(yòng)?

李浩天:我们可(kě)以把VR简单理(lǐ)解成一个显示的模组,就像手机一样,它里面有(yǒu)一个显示器,但是它的显示器可(kě)能(néng)特别小(xiǎo)。然后它有(yǒu)光學(xué)成像的镜片模组,有(yǒu)的VR眼镜比较薄,有(yǒu)的比较厚,它成像方式的具體(tǐ)光路设计是完全不一样的。

光场在这里面参与的,除了之前谈到的做元宇宙的采集端,现阶段也在帮助生产更稳定、质量更好的VR设备。比如光场相机现在已经参与到VR眼镜的一些生产線(xiàn),帮助他(tā)们检测VR眼镜的缺陷,包括其成像的虚拟相面的缺陷问题、距离问题。

VR眼镜的左眼和右眼各自独立成像,如果左眼投的像是1米,右眼是1.5米,戴上眼镜就可(kě)能(néng)眩晕。对于我们而言,就可(kě)以检测透明的虚拟相面离眼睛真实的距离,在1.5米的范围内最高达到一毫米精度。

对于镜片模组,它有(yǒu)好几层镜片,每层可(kě)能(néng)都有(yǒu)镀膜、偏振片等。可(kě)能(néng)膜上会有(yǒu)缺陷、气泡或者一些点,在它组装成VR眼镜之前,就可(kě)以通过光场相机定位缺陷在第几层,有(yǒu)些缺陷是可(kě)以修复的。

澎湃科(kē)技:光场相机来做这个检测的特殊优势是什么?

李浩天:光场能(néng)够实现一次拍照就获得不同角度的信息,它相当于多(duō)台相机同时拍摄,还有(yǒu)不同角平面的信息。而且这些信息都是被动式成像,不像其他(tā)的2D、3D设备如结构光、線(xiàn)激光设备,比如激光雷达,它就要发射激光出去,反射回来后才能(néng)检测。但这样的技术一旦遇到像透明玻璃,或是VR眼镜里的虚拟相面,都是检测不了的。光场的被动式成像可(kě)以把这些问题很(hěn)好解决。

澎湃科(kē)技:光场是一项非常新(xīn)的技术,你曾经在采访中提到未来几年一个主要的任務(wù)就是降低成本,目前是什么样的水平?

李浩天:现在我们主要还是聚焦在工业领域高端的智能(néng)制造行业,所以单台的价格还是比较高的。我们现在也在努力把价格降低以及去拓展更多(duō)的市场,通过优化供应链,开发更多(duō)低价的光场相机。

澎湃科(kē)技:成本的降低取决于什么呢(ne)?

李浩天:一是起量,第二是技术的成熟程度。现在技术还在不断迭代,在这样的阶段,我们就不会大批量采購(gòu)一些零部件如里面的核心芯片。像手机摄像头,它一开始就是几千万像素,到后面现在有(yǒu)几个亿像素,其实就是通过起量来降低成本。

对于这种工业传感器芯片而言,它其实也是可(kě)以通过起量去降成本,都是要一步一步去迭代的。

澎湃科(kē)技:我知道您是技术背景,最初為(wèi)光场这么一个新(xīn)兴的技术寻找应用(yòng)落地场景是怎样的过程?未来的规划是深入进一些产业的上下游中,还是以技术為(wèi)核心横向扩展不同应用(yòng)场景?

李浩天:一开始,我们其实有(yǒu)点拿(ná)着锤子找钉子,但是我们一直在努力用(yòng)好这个锤子。当时出来创业的时候想,它既然能(néng)够在实验室里测几微米的东西,包括飞机发动机这样高精尖的东西,肯定也能(néng)去做一些三维建模。在2015年左右,VR眼镜有(yǒu)一个热潮,我们想着光场可(kě)以做3D重建。

后来2019年正式出来创业后,整个市场都不是特别好,VR眼镜没有(yǒu)任何的消息,我们就去找一些新(xīn)的可(kě)能(néng)性。当时一家韩國(guó)公司找到我们,说光场相机也许能(néng)解决屏幕缺陷检测的问题,后面我们就飞了十几趟韩國(guó),实现了首套销售。

对于未来的规划,因為(wèi)我们团队是一个技术团队,更擅長(cháng)的是去做技术本身的迭代,聚焦在光场的成像本身,把这个技术赋能(néng)于各行各业,这是我们更愿意去也有(yǒu)能(néng)力去做的事情。

 

附:奕目科(kē)技的技术发展历程

2015年发展了第一套科(kē)研级光场三维成像系统;

2016年实现了颗粒的微米级三维测量精度;

2018年自主研发了光场采集芯片封装、测试设备;

2019年实现全部核心部件的國(guó)产化;

2020年成功开发了工业级显微光场相机;

2021年率先实现了光场相机在工业产線(xiàn)检测的批量应用(yòng)。


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