新興空間計算領域的研究人員開發(fā)了一款AR原型頭顯，可基于全息成像將全彩3D移動圖像疊加在看似普通眼鏡的鏡片上。與當今AR頭顯不同，該原型適合全天佩戴，緊湊、舒適且外形尺寸適配，提供令人滿意的3D觀看體驗。

“AR原型頭顯在外界看來就像一副日常眼鏡，但佩戴者通過鏡片看到的是一個充滿活力的全彩3D計算圖像世界?！笨臻g計算領域專家及電氣工程副教授Gordon Wetzstein表示。

Wetzstein和其工程師團隊在《自然》雜志上發(fā)表的一篇新論文中介紹了這款原型。

他們表示，雖然現(xiàn)在還只是原型階段，但這種技術可以改變從游戲娛樂到培訓教育的各個領域——任何計算圖像都可以得以增強或增益佩戴者對周圍世界的理解。

“人們可以想象外科醫(yī)生戴著AR眼鏡執(zhí)行精細/復雜的手術，或者飛機機械師使用它來學習駕駛最新噴氣發(fā)動機。”Wetzstein領導的斯坦福計算成像實驗室博士生Manu Gopakumar表示。

斯坦福大學計算成像實驗室博士后研究員、該論文的共同第一作者Gun-Yeal Lee表示：“目前還沒有其他AR系統(tǒng)具有可比的緊湊外形或與我們的3D圖像質量相匹配?！?/p>

為了制作視覺上更令人滿意的3D圖像，Wetzstein超越了傳統(tǒng)的立體方法，轉而采用全息術，Wetzstein團隊使用人工智能來改善全息圖像深度線索；然后，得益于納米光子學和波導顯示技術的進步，研究人員能將全息圖投影到眼鏡鏡片上，而無需依賴笨重的附加光學器件。

通過在透鏡表面蝕刻納米級圖案來構建波導，每個鏡腿上安裝的小型全息顯示器以蝕刻圖案投射計算圖像，這些圖案在光線直接傳遞到用戶的眼睛之前在鏡片內反射，通過眼鏡鏡片，用戶可以看到現(xiàn)實世界和頂部顯示的全彩3D計算圖像。

新波導顯示技術和全息成像改進的最終成果是逼真的3D視覺體驗，這既能讓用戶在視覺上滿意，又不會像早期方法那樣感到疲勞。

“全息顯示長期以來一直被認為是終極3D技術，但它從未真正實現(xiàn)過重大的商業(yè)突破，”Wetzstein說，“也許現(xiàn)在我們擁有了行業(yè)多年來一直在等待的殺手級系統(tǒng)?！?/p>