编译/VR陀螺

近日，斯坦福大学的研究人员与NVIDIA联合发布了一份新的研究论文，该团队展示了如何将头显缩小到一副普通眼镜的厚度。

自从马克· 扎克伯格去年宣布他打算专注于发展元宇宙以来，世界一直在搭乘VR等新技术的浪潮。元宇宙主题的核心是创造一个新的数字世界，在那里人们可以互动、工作和娱乐。然而，VR头显是这种互动中不可缺少的一部分。

多年来，从事VR头显研究的公司一直遵循类似的设计，其中包括一个镜头，可以放大放置在离它不远处的图像。这就要求显示器和镜头之间有一定的距离，这使得头显通常都很笨重。

在这些头显中体验元宇宙可能很棒，但从易用性的角度来看，这些头显的表现非常糟糕。如果元宇宙真的要像它所宣扬的那样成为互联网的未来，那么体验的模式就需要简单得多，就像一副眼镜，而这正是NVIDIA计划要做的。

NVIDIA的解决方案是采用pancake透镜的概念。虽然该公司不是首先提出这一概念的人，但它已经设法让它们与3D图像一起工作。

其他研究小组以前尝试使用的pancake透镜只能适用于2D图像。几年前，这些都是巨大的成就，但考虑到VR技术一再抛出的沉浸式体验的承诺，如今任何低于3D的东西都是不可接受的。

NVIDIA及来自斯坦福大学的研究人员组成的合作团队设法做到了这一点，同时还缩短了透镜和显示器之间的距离。研究人员在他们发表的论文中表示，为了实现这点，他们使用了一个 "仅有相位的空间光调制器（SLM）"，它由一个相干光源点亮，并 "在设备后面创建一个小图像"。

图源：Jonghyun Kim/YouTube 

这种设计的另一个壮举是将设备的重量减少到仅有2盎司（60克），而Meta的Quest头显的重量为1磅（503克）。话虽如此，该头显设计也不是没有局限性。头显原型上的FOV比我们如今在商用头显上看到的要小得多。

此外，更薄的头显需要准确测量用户的瞳孔，这对于一个希望生产数百万个并运往世界各地的产品来说是根本不可能的。红外线注视追踪器可以完成这项工作，但这也会增加设备的尺寸。不要忘了，这些新设计上的带状结构并不能使产品看起来更有吸引力。

因此，在该产品投入商业使用之前，还有相当多的工作要做。NVIDIA以及斯坦福大学的研究人员在其论文摘要中写道：

我们提出了全息眼镜，一个具有类似眼镜外形的全息近眼显示系统，用于VR。全息眼镜由一个瞳孔复制波导、一个空间光调制器和一个几何相位透镜组成，在一个拥有轻薄外形尺寸的设备中创造全息图像。所提出的设计可以使用2.5毫米厚度的光学堆栈提供全色的三维全息图像。我们提出了一种新型的瞳孔高阶梯度下降算法，用于在用户不同的瞳孔大小下进行正确的相位计算。我们实现了台式和可穿戴原型的测试。我们的双目可穿戴原型支持三维聚焦提示，并提供22.8◦的对角线视野，配有2.3毫米的静态眼盒和带有光束转向的动态眼盒的附加功能，在不包括驱动板的情况下的重量只有60克。

来源：interestingengineering