全球最薄VR眼镜：震撼新显示技术投射真实3D全息影像

斯坦福大学与Meta公司合作开发了一种突破性的VR显示技术，结合全息成像、波导和人工智能，在仅3毫米的厚度内呈现出逼真的视觉效果。

虚拟现实的未来正在字面意义上变小。

曾经局限于笨重头显和有限视野的VR，如今正被设计用于无缝集成到日常可穿戴设备中。

世界各地的研究人员和公司正竞相将沉浸式3D视觉从头显中移出，装入轻薄小巧的设备中。

而全息成像 —— 一种历史悠久但复杂的成像技术 —— 正迅速成为实现这一飞跃的领跑者。

现在，斯坦福大学和Meta Reality Labs的研究人员已经制造出一个可工作的原型机，有望兑现这一承诺。

这款新型混合现实显示设备尺寸与普通眼镜相当，其外形厚度仅为3毫米，却能呈现真正的全息视觉效果。

“全息成像提供了其他任何类型的显示技术都无法实现的能力，同时其封装尺寸远小于当今市场上的任何产品。”斯坦福大学电气工程学教授戈登·韦茨斯坦（Gordon Wetzstein）表示。

这项工作标志着向无缝融入日常生活的沉浸式、逼真虚拟体验迈出了重要一步。

与当今使用平面立体图像模拟深度的VR系统不同，该团队的显示设备能重建整个光场。

它使用定制波导和空间光调制器（SLM），将全分辨率全息影像直接投射到用户眼中，创造出观感和触感都真实无比的视觉效果。

AI增强的沉浸感

为了解决当前显示硬件的局限性，韦茨斯坦的团队增加了一个AI驱动的校准系统，以提升视觉清晰度和增强3D真实感。

该系统还解决了光学扩展量（étendue）的问题 —— 这是全息光学中的一个核心挑战，涉及同时保持宽视野和大眼动范围。

“眼睛可以在整个图像范围内自由移动，而不会失去焦点或图像质量，”韦茨斯坦说，“这是系统真实感和沉浸感的关键。”

这确保了用户能够自然地环顾四周，没有失真或模糊 —— 这是当前消费级VR头显难以实现的壮举。

这种超薄光学堆叠结构也能长时间佩戴，不会造成眼睛或颈部疲劳。“我们基本上希望它紧凑轻巧，适合全天使用，”韦茨斯坦说，“这是首要问题 —— 最大的问题。”

追求照片级真实感投影

韦茨斯坦将该项目描述为迈向“混合现实”的一步 —— 即现实世界的景象与数字全息影像无缝融合，以至于两者之间的界限消失。

这是尝试通过该领域专家所称的“视觉图灵测试（Visual Turing Test）”。

“该领域的研究人员有时将我们的目标描述为通过‘视觉图灵测试’，”该论文的第一作者、博士后学者崔秀妍（Suyeon Choi）说。

她补充道，成功的标准是用户无法通过眼镜区分真实物体和数字投影。

这标志着该团队持续研究的第二阶段。

第一阶段于去年推出，专注于全息波导技术。

这个新原型机在此基础上更进一步，推动该系统更接近商业化。

“世界从未见过这样的显示设备：在大视野、大眼动范围内，在全息显示上拥有如此高的图像质量，”韦茨斯坦说，“这是迄今为止最好的3D显示设备，是向前迈出的一大步 —— 但仍有许多待解决的挑战。”

这项研究发表在《自然-光子学》期刊上。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！