波导光学逐渐成为创造真正与普通眼镜相等大小的AR眼镜的最佳近期解决方案。Lumus是其中一家波导公司，最近公开了他们最新的波导原型，名为50°视场的“Maximus”，并允许下方的光学显微镜进行检查。通过Lumus Maximus的透镜照片，人们可以看到令人瞩目的60像素/度的“视网膜”分辨率，以及优秀的亮度和领先的图像均匀性。

Lumus是为数不多的几家正在建造波导的公司之一，但他们的方法与大多数公司不同。该公司采用反射波导而非衍射波导的设计，这带来了一些优势，特别是在光的效率方面，这意味着更高的亮度（对户外使用很重要）和更透明的透镜（对能够看起来像正常眼镜而非遮阳眼镜来说很重要）。

近眼显示专家Karl Guttag接触到Lumus Maximus波导，并获准使用已知的测试模式拍摄透镜照片以测量有效分辨率。Guttag对Maximus波导在各种指标上的表现赞赏有加，尽管他指出该公司的制造工艺是否可扩展仍未经证明。照片由Karl Guttag提供。

Guttag所检查的Lumus Maximus原型仅是一个佩戴式显示器，用于展示波导技术。它目前还没有包含任何内置计算、传感器或电池，这些组件仍然需要放入眼镜中，以使其成为真正的AR眼镜，就像DigiLens的Design v1一样。然而，Maximus从显示的角度来看是可用的，可以详细观察现实世界的视觉表现。

有效分辨率
目前的原型使用2048×2048的液晶开关微显示器（每只眼睛），并将这些像素分配给50°对角视场。即使拥有这么多像素，如果无法精确控制光线从显示器通过光学器件进入用户的眼睛时，您仍可能得到差劲的图像质量。
Lumus Maximus波导似乎很好地保持了显示的清晰度，即使在将图像从微型显示器扩展到整个50°视场所需的反弹都不会产生影响。照片由Karl Guttag提供。

Guttag发现Maximus波导在显示中心的角分辨率达到了60像素/度的水平，满足了“视网膜分辨率”的要求。理论上，这意味着如果您在正常距离前方举着一个增强现实的书，您轻松地可以辨认出页面上的文字（假设在头部跟踪期间应用的图像处理流水线不会牺牲任何清晰度）。
相比之下，市场上没有任何一款消费者级VR头显能够达到每度60像素的分辨率，即使是即将推出的具有领先级2448×2448分辨率的Vive Pro 2也不行。这是因为VR头显将其分辨率分布在更大的区域上，换取了更宽的视场而牺牲了角分辨率。

亮度
亮度对于AR眼镜非常重要，因为许多使用场景都发生在户外阳光明媚的日子里。如果亮度不足，当背景明亮时，用户几乎看不到眼镜中展示的内容。许多AR头显很难达到仅适用于室内使用的足够亮度，这就是为什么它们倾向于像太阳镜一样对镜片进行着色。

作为一种反射波导，亮度似乎是Lumus的一个主要优势。Guttag报告称，该公司声称Maximus原型有3000尼特的亮度。除了结果图像的亮度外，整个光学管道的效率同样重要。如果光学管道中的光能损失90%，您理论上可以增加更亮的光源以达到您期望的输出亮度，但这会增加体积、热量和成本。因此，最理想的方案是最小亮度光源与高效的光学管道相结合。照片由Karl Guttag提供。Karl Guttag
为此，Lumus声称他们预计Maximus的效率将达到每流明650尼特，Guttag指出这比WaveOptics的波导高出十倍以上，后者为每流明50尼特（这就是为什么我们对新的Snap AR眼镜带有深色太阳镜色调不感到惊讶的原因）。然而，并非所有衍射波导都像WaveOptics那样低效率；在我们最近与DigiLens最新的（衍射）波导亲身体验中，该公司表示他们已达到每流明300尼特。

图像均匀性
Lumus Maximus的原型机还展示了令人印象深刻的图像均匀性，即显示屏上的亮度、颜色和分辨率的一致性（在虚拟现实领域俗称”甜点”）。
图片提供：Karl Guttag

上面我们可以看到Maximus和HoloLens 2的比较，后者长期以来一直存在着颜色不均匀的问题，导致视野上出现了彩虹般的雾状。虽然HoloLens 2是用来进行比较的最糟糕的例子，但Maximus在其他方面似乎也领先于其他产品。Guttag表示：“虽然图像的颜色和亮度均匀性并不完美，但比我见过的任何其他波导型光学器件都要好得多。”

当然，仍有改进的空间。虽然上述的Maximus看起来明显比HoloLens 2要好，但您仍然可以清楚地看到Maximus图像的边角处颜色均匀性和亮度开始下降。虽然这对于沉浸式视野来说并不是一个大问题，但请记住这里显示的图像对角线仅为50°，这意味着图像的边角不远到能够进入周边视野且颜色均匀性较差不太明显的位置。

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尽管其令人印象深刻的光学性能，但在消费者AR眼镜的发展阶段还存在一个重大问题：Lumus的反射波导是否能够以实惠的成本扩大到大规模生产?
图片提供：Schott公司

去年，Lumus宣布与特殊玻璃公司Schott建立战略合作伙伴关系，以增加生产能力并实现两公司所谓的“有利成本”。Guttag认为，在适当的制造投资下，Lumus的方法可能“至少与衍射波导一样具有成本效益”。

有关Lumus Maximus原型更详细的分析，请查阅Guttag的完整文章。