一组来自瑞典的研究人员提出了一种新型电子墨水显示解决方案，未来有望促成超小型、高分辨率的VR头戴设备和AR眼镜。

新闻概述
传统的发光显示屏正在缩小，但它们面临着物理极限；较小的像素往往发光不均匀，提供的光强度较低，这在虚拟现实和增强现实头戴设备等近眼应用中尤为明显。
在最近发表在《自然》杂志上的一篇研究论文中，一组研究人员提出了一种“视网膜电子墨水显示屏”，希望提供一种与现代VR头戴设备中越来越多采用微型OLED显示屏以减小体积和重量的显示屏截然不同的新解决方案。
该论文的作者包括来自乌普萨拉大学、乌梅å大学、哥德堡大学和哥德堡查尔默斯理工大学的研究人员：Ade Satria Saloka Santosa、Yu-Wei Chang、Andreas B. Dahlin、Lars Österlund、Giovanni Volpe和Kunli Xiong。
虽然传统电子纸努力达到用于逼真和高保真图像所需的分辨率，但该团队提出一种新形式的电子纸，具有仅约560纳米宽的电调谐“超像素”。
这承诺超过每英寸25,000个像素的像素密度——这是目前在Samsung Galaxy XR或Apple Vision Pro等头戴设备中使用的显示屏的数量级更高。这些头戴设备的像素密度约为4,000。
如论文所述，每个超像素由氧化钨（WO₃）纳米盘组成，当电气还原时会经历可逆的绝缘体-金属转变。这个过程动态改变了材料的折射率和光吸收，使亮度和颜色对比度能够进行纳米级控制。
事实上，当在环境光下照明时，该显示屏能够创造出比人类头发还要薄的鲜艳饱和色彩，以及报告的光学对比率约为50%的深黑色——这是一种反射性的高动态范围（HDR）等效。
该团队表示，它在AR和VR显示中都有潜在的应用。以下图形展示了两者应用的概念光学结构，图A表示VR显示，图B表示AR显示。

尽管如此，还有一些明显的缺点。除了分辨率之外，该显示屏以“超过25Hz”的频率提供全彩视频，这显然低于VR用户舒适观看所需的频率。除了相对较低的刷新率外，研究人员还指出，视网膜电子纸在色彩范围、操作稳定性和使用寿命上需要进一步优化。
“降低操作电压并探索替代电解质代表了延长设备耐用性和减少能耗的有希望的工程路径，”论文解释道。“此外，其超高分辨率还需要开发超高分辨率薄膜晶体管（TFT）阵列以实现独立像素控制，这将使完全可寻址的大面积显示成为可能，因此是未来研究和技术发展的关键方向。”
尽管电子纸显示本身功耗极低，但提供这些超像素所需的图形计算也将是一个挑战。这是个好问题，但问题仍然存在。

我的看法
至少根据论文的描述，底层技术可能会生产出接近我们从未见过的尺寸和像素密度的XR显示设备。达到人类视觉感知的极限是我一直以来所期待的重大突破之一。
然而，将刷新率提高到超过25Hz将极其重要。正如论文所描述的，25Hz适合视频播放，但驱动沉浸式VR环境至少需要60Hz刷新才能达到最少的舒适度。72Hz更好，90Hz则是如今的标准。
我也很想看看电子纸显示与更低分辨率的微型OLED显示的对比，尤其是为了观察所提议的环境光是如何实现HDR的。我很难理解这一点。本质上，显示屏的超像素吸收并散射环境光，类似于Vantablack的效果——这可能需要亲眼观察才能相信。
放下健康的怀疑态度，我发现我们甚至能够展开这样的讨论真是令人惊叹：我们已经达到了XR显示可以重现现实的阶段，至少在视觉方面是如此。