編譯/VR陀螺

近日，斯坦福大學(xué)的研究人員與NVIDIA聯(lián)合發(fā)布了一份新的研究論文，該團(tuán)隊展示了如何將頭顯縮小到一副普通眼鏡的厚度。

自從馬克· 扎克伯格去年宣布他打算專注于發(fā)展元宇宙以來，世界一直在搭乘VR等新技術(shù)的浪潮。元宇宙主題的核心是創(chuàng)造一個新的數(shù)字世界，在那里人們可以互動、工作和娛樂。然而，VR頭顯是這種互動中不可缺少的一部分。

多年來，從事VR頭顯研究的公司一直遵循類似的設(shè)計，其中包括一個鏡頭，可以放大放置在離它不遠(yuǎn)處的圖像。這就要求顯示器和鏡頭之間有一定的距離，這使得頭顯通常都很笨重。

在這些頭顯中體驗元宇宙可能很棒，但從易用性的角度來看，這些頭顯的表現(xiàn)非常糟糕。如果元宇宙真的要像它所宣揚的那樣成為互聯(lián)網(wǎng)的未來，那么體驗的模式就需要簡單得多，就像一副眼鏡，而這正是NVIDIA計劃要做的。

NVIDIA的解決方案是采用pancake透鏡的概念。雖然該公司不是首先提出這一概念的人，但它已經(jīng)設(shè)法讓它們與3D圖像一起工作。

其他研究小組以前嘗試使用的pancake透鏡只能適用于2D圖像。幾年前，這些都是巨大的成就，但考慮到VR技術(shù)一再拋出的沉浸式體驗的承諾，如今任何低于3D的東西都是不可接受的。

NVIDIA及來自斯坦福大學(xué)的研究人員組成的合作團(tuán)隊設(shè)法做到了這一點，同時還縮短了透鏡和顯示器之間的距離。研究人員在他們發(fā)表的論文中表示，為了實現(xiàn)這點，他們使用了一個 "僅有相位的空間光調(diào)制器（SLM）"，它由一個相干光源點亮，并 "在設(shè)備后面創(chuàng)建一個小圖像"。

圖源：Jonghyun Kim/YouTube 

這種設(shè)計的另一個壯舉是將設(shè)備的重量減少到僅有2盎司（60克），而Meta的Quest頭顯的重量為1磅（503克）。話雖如此，該頭顯設(shè)計也不是沒有局限性。頭顯原型上的FOV比我們?nèi)缃裨谏逃妙^顯上看到的要小得多。

此外，更薄的頭顯需要準(zhǔn)確測量用戶的瞳孔，這對于一個希望生產(chǎn)數(shù)百萬個并運往世界各地的產(chǎn)品來說是根本不可能的。紅外線注視追蹤器可以完成這項工作，但這也會增加設(shè)備的尺寸。不要忘了，這些新設(shè)計上的帶狀結(jié)構(gòu)并不能使產(chǎn)品看起來更有吸引力。

因此，在該產(chǎn)品投入商業(yè)使用之前，還有相當(dāng)多的工作要做。NVIDIA以及斯坦福大學(xué)的研究人員在其論文摘要中寫道：

我們提出了全息眼鏡，一個具有類似眼鏡外形的全息近眼顯示系統(tǒng)，用于VR。全息眼鏡由一個瞳孔復(fù)制波導(dǎo)、一個空間光調(diào)制器和一個幾何相位透鏡組成，在一個擁有輕薄外形尺寸的設(shè)備中創(chuàng)造全息圖像。所提出的設(shè)計可以使用2.5毫米厚度的光學(xué)堆棧提供全色的三維全息圖像。我們提出了一種新型的瞳孔高階梯度下降算法，用于在用戶不同的瞳孔大小下進(jìn)行正確的相位計算。我們實現(xiàn)了臺式和可穿戴原型的測試。我們的雙目可穿戴原型支持三維聚焦提示，并提供22.8?的對角線視野，配有2.3毫米的靜態(tài)眼盒和帶有光束轉(zhuǎn)向的動態(tài)眼盒的附加功能，在不包括驅(qū)動板的情況下的重量只有60克。

來源：interestingengineering