技術突飛猛進 斯坦福大學將VR縮至正常眼鏡大小

斯坦福大學和英偉達的研究人員聯(lián)手開發(fā)了一款看起來更像普通眼鏡的 VR 頭顯。雖然外觀上，兩個鏡片會突出兩條電路帶，但是它比目前市面上任何的 VR 頭顯都要更加輕薄。

根據(jù) Siggraph 2022 上發(fā)表的一篇研究論文表明，目前“廣泛的 VR 技術應用的一個主要障礙是現(xiàn)有 VR 顯示器的體積龐大以及因此導致的不適感?！?

這個名為“全息眼鏡”的頭部顯示器可以使用僅 2.5 毫米厚的光學元件提供全彩色 3D 全息圖像。與傳統(tǒng)的 VR 頭戴設備工作方式相比，這個顯示器設備利用鏡片會放大距離它一定距離的較小顯示器。將所有必備部件縮小到如此小的尺寸是 VR 技術向前邁出的巨大一步。

演示視頻：

“全息眼鏡”原型使用“煎餅鏡片”，這是一個在過去幾年中被提出過幾次的概念。這些“煎餅鏡片”不僅可以實現(xiàn)更小的體積，而且據(jù)報道它們還有其他一些好處：據(jù)稱它們可以提供的分辨率是無限的，這意味著您可以提高 VR 耳機的分辨率，并且它們提供了最高可達 200 度的更廣視野角度。

在此之前的“煎餅鏡片” VR 頭顯原型已經(jīng)設法使用它們將鏡頭和屏幕之間的間隙縮小到僅有目前市面上 VR 眼鏡的非常小一部分。但是，它們只能顯示 2D 圖像。對于今天的沉浸式體驗來說不是很好。

斯坦福和英偉達的設備希望以之前的原型為基礎：提供 3D 圖像并進一步縮小鏡頭和屏幕之間的間距。

研究論文將眼鏡列為：“一種耦合到瞳孔復制波導中的相干光源，為安裝在用戶眼前波導上的僅相位 SLM 提供照明。這種 SLM 創(chuàng)建設備后面的小圖像，由薄幾何相位 (GP) 透鏡放大?！?

它的重量只有 60 克。想比之下，目前市面上最輕的 VR 頭顯 Meta Quest 2 重為 503 克。

但是這看起來只是一個大餅，僅限在研究室里出現(xiàn)，而不是很快就能出現(xiàn)在市場上的產(chǎn)品。同時它還有一些限制：雖然它擁有比目前 VR 頭顯更寬廣的視野（FOV）空間，但目前這款眼鏡大小的顯示器僅提供 22.8 度的視野，測試原型機則僅提供 16.1 度。

研究人員解釋道：“雖然 FOV 遠小于目前市場上的 VR/AR 顯示器。但 FOV 主要受限于使用的 SLM 的尺寸和 GP 鏡頭的焦距，這兩點都可以通過不同的組件進行改進?！?

另一個重要的限制是對用戶的瞳孔需要非常精準的測量，在大多數(shù)應用情況下如果沒有深思熟慮的設計很難實現(xiàn)。研究人員指出，這可以使用紅外視覺跟蹤器來結局，但必須要不間斷的跟蹤佩戴者瞳孔大小，因為在不同光照情況下使用眼鏡會導致瞳孔縮小和變大。