光场：通往无限想象的光明之路

想搞清光场的前世今生，就需要明白人的眼睛如何工作。在人的感官里，视觉是获取外界信息最重要的渠道，大约占据了90%的信息量。人眼经过长时间的生理进化和日常训练，形成了感知外部世界的一种本能，而且这种本能对外界信息是非常挑剔的。例如，人眼对感知深度信息是非常敏感的，这包括双目视差、运动视差、遮挡和聚散度等几种方式。而且，当人在自然状态下观察目标时，眼睛是在不断变焦的，并且能够通过前庭视反射消除画面切换时的抖动和模糊。这是因为在人眼的周围有无数的光线，眼睛通过不断地改变焦距，采集来自不同方向和位置的光线，聚焦在不同的平面。加上头部的运动，人可以在很大的范围内不断地聚焦在所关心的物体上。

光场基本概念示意图

为了观察世界，人需要时刻感知到周围来自不同位置和方向的光线。这些光线的集合便是光场。在下一期，我们会着重介绍光场的历史，讲述她如何从一个物理概念变为数学模型，如何从数学模型变为计算机视觉，虚拟现实，甚至人工智能的核心。

为了要呈现人眼无法分辨的虚拟内容，一个核心的步骤就是记录外部世界的完整光场信息。如果将这些信息无损失地复现出来， 人眼便获得在自然状态下观看的真实感觉。举例来说，在佩戴市面上现有的头盔时，人眼实际是聚焦在头盔的屏幕上，而理想的虚拟现实应有能力“欺骗”挑剔的人眼和大脑，让双眼能聚焦在有不同的距离的真实世界上。现实中，若显示的内容稍有差错或延迟，人眼就会敏感地察觉到，并造成相应的神经系紊乱，引发诸如头痛、眩晕、疲劳等不适症状。去年李安的电影《比利雷恩的中场战事》，采用了120帧4K的拍摄手法，原本以为可以满足人眼的要求，却没有考虑到投影的电影屏幕是一个固定焦距，迫使观众长时间将眼睛固定在一个焦距上而产生大量的不适感。可见，对挑剔的人眼光有速度和激情是不够的。只有当我们能真正采集和显示完整的光场信息，我们才能建造真正的虚拟世界。

光场真实重建茱莉亚学院演奏会