2021年12月30日最新消息:脸书展示适合轻薄VR耳机的全息光学系统

如今的虚拟现实耳机一般都非常大，比眼镜更接近护目镜，甚至比现代滑雪护目镜更大更重。尽管脸书展示了更大、更复杂的Oculus VR耳机的原型，但它毫不掩饰自己对打造一款可以全天佩戴的轻量化模型的兴趣。现在，它揭示了一种专为更薄更轻的VR耳机设计的全息光学架构，有望出现在未来的“高性能AR/VR”设备中。

Siggraph 2020年的研究论文《用于薄而轻的虚拟现实的全息光学》中讨论了该系统。该系统中由平板薄膜制成的VR显示器的厚度仅略厚于当今典型智能手机的厚度。脸书的“薄饼光学”设计将多层全息膜与激光投影系统和定向背光相结合，根据设计的复杂性提供平面图像或体全息图。根据原型中包含的颜色、照明和对准增强组件的数量，光学系统的厚度范围可以从11毫米到小于9毫米。

以可穿戴样机的形式，每只眼睛显示器的分辨率约为12001600像素(相当于现在的VR护目镜)，其视场可以是93度的圆形，也可以是9269度的矩形。这大致相当于571g Oculus Quest的显示规格，但在眼镜般的外形下，总重量不到10g，虽然原型中只有一只眼睛。研究人员指出，他们可以切割零件并更换材料，使其重量达到6.6克，相当于塑料飞行员太阳镜，但这样做会影响性能。

有一个主要的警告：这项技术还没有准备好在不久的将来部署。到目前为止，脸书的研究人员已经有了三个原型，包括安装在测试台上而不是可穿戴的全色显示器，以及两个可穿戴的原型，它们以动态或静态的形式提供绿色和黑色图像。所有原型都使用激光液晶照明系统，而三激光全色原型显示闪烁的斑点，这就要求散斑去除器能够很好地处理静态图像，但在显示动态内容时会留下颜色噪声。研究人员表示，除了开发性能更高的定制去斑器，他们还可以通过增加全息背光或镜头来提供可穿戴的全色原型，但要实现这一点还需要更多的工程工作。

如今，大多数VR耳机都使用大规模的深度镜头系统，因此用近眼全息系统代替它们可以使其体积减少75%或更多，尽管处理器和存储设备等其他组件仍需要安装在内部或无线卸载到独立的房屋中。脸书眼镜原型的大部分组件安装在显示屏之外，这意味着它们的实际实现将比OrealQuest更接近Nreal的Light AR眼镜，具体取决于智能手机或其他设备来创建视觉效果。Light计划今年发布，重量88克，视野52度。

现阶段，研究人员认为，与微软的HoloLens 2和Magic Leap 1相比，这一系统更接近于提供一个可行的轻量级VR解决方案，受40度左右的视野限制，远远不足以让眼睛充满视觉感。数字内容。随着时间的推移，脸书的目标是提供一个与正常人的视觉相匹配的分辨率和更大的观察眼框，这样眼睛就可以旋转来看内容，而不仅仅是盯着一个小窗口。这款耳机可以用于从办公效率(显示虚拟计算机和其他工具)到脸书驱动的社交互动和游戏的一切。

脸书并不是唯一一家致力于将全息光学系统应用于混合现实的公司。苹果收购的Akonia公司，几年来一直在研究解决方案，并寻求在其他XR显示技术中获得视网膜全息投影系统的专利。英国初创公司WaveOptics是中国Goertek支持的另一家公司，而三星和索尼则支持DigiLens的薄膜全息波导显示器。作为替代方案，德国弗劳恩霍夫公司开发了一种微型显示器，它比传统的VR屏幕小得多，可以靠近用户的眼睛，从而使光学系统的体积和重量分别减少了75%和50%。

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