Meta Reality Labs和斯坦福大学的研究人员揭示了一种能够以标准眼镜大小提供虚拟和混合现实体验的新型全息显示器。

在《Nature Photonics》发表的一篇论文中，斯坦福大学电气工程教授Gordon Wetzstein和来自Meta及斯坦福的同事们概述了一个原型设备，该设备结合了超薄的定制波导全息技术和基于人工智能的算法，以渲染高度逼真的3D视觉效果。
尽管该设备基于波导，但其光学系统并不像您可能在HoloLens 2或Magic Leap One上看到的那样透明，因此它被称为混合现实显示器，而不是增强现实。
该设备厚度仅为3毫米，其光学堆栈集成了定制设计的波导和空间光调制器（SLM），后者按像素调制光线，创建“全分辨率全息光场渲染”投影到眼睛上。
图像由Nature Photonics提供
与传统的XR头显通过平面立体图像模拟深度不同，该系统通过重建完整的光场生成真实的全息图，从而产生更逼真和自然可视的3D视觉效果。
“全息技术提供了与当前市场上任何其他类型的显示器相比，我们无法获得的能力，而其体积却远小于市场上的任何产品，”Wetzstein告诉《斯坦福报告》。
这个理念不仅是在广阔的视野（FOV）下提供逼真、沉浸式的3D视觉效果，还在于具备广泛的眼盒——允许您在眼镜相对位置上移动眼睛而不失去焦点或图像质量，这也是“系统真实性和沉浸感的关键之一，”Wetzstein表示。
直到现在，我们未能在头显中看到数字全息显示的原因是由于“当前空间光调制器（SLM）提供的有限空间–带宽乘积或扩展度，”团队表示。
实际上，小的扩展度从根本上限制了能够同时实现的视野大小和可能的瞳孔位置范围，即眼盒。
视野大小对提供视觉上有效和沉浸式体验至关重要，而眼盒大小则对使这项技术能够被多样化用户所接受也很重要，涵盖广泛的面部解剖结构，并使视觉体验能够抵御眼动和设备在用户头部滑动的影响。
该项目被认为是一个正在进行的三部曲的第二部。去年，Wetzstein的实验室介绍了实现波导。今年，他们构建了一个功能原型。最终阶段——商业产品，可能还需数年，但Wetzstein对此持乐观态度。
该团队将其描述为朝着通过许多业内人士所称的“视觉图灵测试”迈出的“重要一步”——本质上是能够不再“区分通过眼镜看到的物理实物与投影在显示 surface上数字生成的图像，”论文的首席作者Suyeon Choi说。
这紧随Meta Reality Labs研究人员最近揭示的超广视野VR和MR头显，这些设备使用新颖的光学技术以维持紧凑的护目镜风格外形。相比之下，这些设备包括“高曲率反射偏振器”，而不是波导。