技術突飛猛進 斯坦福大學將VR縮至正常眼鏡大小


斯坦福大學和英偉達的研究人員聯手開發一款看起來更像普通眼鏡的VR頭顯。雖然外觀上,兩個鏡片會突出兩條電路帶,但是它比目前市面上任何的VR頭顯都要更加輕薄。

根據 Siggraph 2022 上發表的一篇研究論文表明,目前“廣泛的 VR 技術應用的一個主要障礙是現有 VR 顯示器的體積龐大以及因此導致的不適感。”

這個名為“全息眼鏡”的頭部顯示器可以使用僅2.5 毫米厚的光學元件提供全彩色3D 全息圖像。與傳統的VR 頭戴設備工作方式相比,這個顯示器設備利用鏡片會放大距離它一定距離的較小顯示器。將所有必備部件縮小到如此小的尺寸是VR 技術向前邁出的巨大一步。

演示視頻:

“全息眼鏡”原型使用“煎餅鏡片”,這是一個在過去幾年中被提出過幾次的概念。這些“煎餅鏡片”不僅可以實現更小的體積,而且據報道它們還有其他一些好處:據稱它們可以提供的分辨率是無限的,這意味著您可以提高VR 耳機的分辨率,並且它們提供最高可達 200 度的更廣視野角度。

在此之前的“煎餅鏡片”VR 頭顯原型已經設法使用它們將鏡頭和屏幕之間的間隙縮小到僅有目前市面上 VR 眼鏡的非常小一部分。但是,它們隻能顯示2D 圖像。對於今天的沉浸式體驗來說不是很好。

斯坦福和英偉達的設備希望以之前的原型為基礎:提供3D 圖像並進一步縮小鏡頭和屏幕之間的間距。

研究論文將眼鏡列為:“一種耦合到瞳孔復制波導中的相幹光源,為安裝在用戶眼前波導上的僅相位 SLM 提供照明。這種 SLM 創建設備後面的小圖像,由薄幾何相位 (GP) 透鏡放大。”

它的重量隻有 60 克。想比之下,目前市面上最輕的 VR 頭顯 Meta Quest 2 重為 503 克。

但是這看起來隻是一個大餅,僅限在研究室裡出現,而不是很快就能出現在市場上的產品。同時它還有一些限制:雖然它擁有比目前 VR 頭顯更寬廣的視野(FOV)空間,但目前這款眼鏡大小的顯示器僅提供 22.8度的視野,測試原型機則僅提供 16.1 度。

研究人員解釋道:“雖然 FOV 遠小於目前市場上的 VR/AR 顯示器。但 FOV 主要受限於使用的 SLM 的尺寸和 GP 鏡頭的焦距,這兩點都可以通過不同的組件進行改進。”

另一個重要的限制是對用戶的瞳孔需要非常精準的測量,在大多數應用情況下如果沒有深思熟慮的設計很難實現。研究人員指出,這可以使用紅外視覺跟蹤器來結局,但必須要不間斷的跟蹤佩戴者瞳孔大小,因為在不同光照情況下使用眼鏡會導致瞳孔縮小和變大。



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