来自Meta Reality Labs、普林斯顿大学等机构的研究人员发表了一篇新论文，详细介绍了一种实现视网膜分辨率的超宽视场全息显示的方法。该方法大幅降低了实现此种参数所需的显示分辨率，为将全息显示引入XR头戴设备提供了潜在捷径。全息显示在XR中尤其受欢迎，因为它可以显示光场，更准确地呈现我们在现实世界中看到的光。

Reality Labs Research作为Meta在XR和人工智能领域的研发团队，花费了大量时间和精力研究全息技术在XR头戴设备中的应用。
其中使全息显示在XR头戴设备中可行所面临的诸多障碍之一是étendue的问题：它是全息系统中光线展开范围的度量。低的étendue意味着视场较小，而在此类系统中增加étendue的唯一方法是增加显示屏的大小或降低图像质量，这两者对于XR头戴设备的使用都不理想。
来自Reality Labs Research、普林斯顿大学和阿卜杜拉国王科技大学的研究人员在同行评议的研究期刊《自然通讯》上发表了一篇名为《神经étendue扩展器实现超广角高保真全息显示》的新论文。
该论文介绍了一种将全息显示的étendue扩展多达64倍的方法。研究人员表示，这样做可以快速实现超宽视场全息显示，并且达到60像素/度的视网膜分辨率。
原图由Meta Reality Labs Research提供
相较于目前存在的但仍需更高分辨率的空间光调制器（SLM），研究人员表示，该方法将所需SLM分辨率从数十亿像素降低到仅数千万像素。
在理想条件下，根据理论上分辨率为7,680×4,320的SLM，研究人员表示他们的étendue扩展方法的模拟结果显示，可以实现一个水平视场为126°，分辨率为60像素/度（真正的“视网膜分辨率”）的显示。
目前还没有这样的SLM存在，但如果要实现比较的显示而不进行étendue扩展，需要的SLM分辨率为61,440×34,560，这已经超出了当前和近期未来的任何制造能力。
虽然étendue扩展本身并不新鲜，但研究人员表示，现有方法在扩展étendue时会严重影响图像质量，导致视野范围和图像质量之间的关系成反比。
论文声称：“用[我们的方法]扩展的étendue展示的全息图是唯一展示出超宽视野和高保真度的全息图”。
研究人员称这种方法为“神经étendue扩展”，相较于现有不考虑显示内容的朴素方法，这是一种“智能”扩展étendue的方法。
原图由Meta Reality Labs Research提供
论文解释道：“神经étendue扩展器是从自然图像数据集中学习到的，并与SLM的波前调制共同优化。类似于浅层神经网络，这种新型光学元素使我们能够根据自然图像的显示来定制波前调制元素，并最大程度地提升人眼可感知的显示质量。”
本论文的作者是Ethan Tseng、Grace Kuo、Seung-Hwan Baek、Nathan Matsuda、Andrew Maimone、Florian Schiffers、Praneeth Chakravarthula、Qiang Fu、Wolfgang Heidrich、Douglas Lanman和Felix Heide。他们在论文中总结道，他们认为这种方法不仅是研究的一步，而且有望成为实际应用。
“[…]神经étendue扩展器支持彩色全息图的多波长照明。这些扩展器还支持3D彩色全息技术和观察者瞳孔移动。我们预计未来的全息显示可能会将所描述的光学设计方法纳入其构造中，尤其是用于VR/AR显示。”
尽管该工作引人注目，但研究人员表示，他们在这个方法上还有很多探索工作要做。
“将我们的工作扩展到应用其他类型的新兴光学器件，如超表面，可能是未来的一个有希望的方向，因为纳米级超表面特征可以大大增加衍射角度，而且还可以利用元光学技术对光的附加属性进行调制，例如极化。”