普林斯顿大学研究人员领导的一项研究表明，研究人员利用高清 3D 全息图像在一副普通眼镜中混合现实世界和虚拟世界，为沉浸式显示的新时代奠定了基础。
全息图像具有真实的深度，因为它们是三维的，而显示器仅在 2D 屏幕上模拟深度。 因为我们看到的是三维空间，所以全息图像可以无缝地融入我们对日常生活世界的正常看法中。
其结果是虚拟和增强现实显示器具有真正身临其境的潜力，您可以正常移动头部而永远不会从视野中丢失全息图像。 “要使用显示器获得类似的体验，你需要坐在电影屏幕前，”计算机科学助理教授、4 月 22 日发表在《自然通讯》上的一篇论文的资深作者菲利克斯·海德 (Felix Heide) 说。
您无需在眼前佩戴屏幕即可获得这种身临其境的体验。 创建这些图像所需的光学元件很小，可以安装在一副普通眼镜上。 与当前显示器一样，使用显示器的虚拟现实显示器需要完整的耳机。 而且它们往往成交量庞大，因为它们需要容纳屏幕和操作屏幕所需的硬件。
“全息技术可以使虚拟和增强现实显示器变得易于使用、可穿戴和超薄，”海德说。 它们可以改变我们与环境互动的方式，从驾驶时获取方向，到手术期间监控患者，再到进行家庭维修时获取管道说明。
最重要的挑战之一是质量。 全息图像是由称为空间光调制器的小型芯片状设备创建的。 到目前为止，这些调制器只能创建小而清晰的图像或大而模糊的图像。 图像尺寸和清晰度之间的这种权衡导致视野狭窄，太窄而无法给用户带来身临其境的体验。 Meta 的研究科学家、该论文的合著者 Nathan Matsuda 表示：“如果你看向显示屏的角落，整个图像可能会消失。”
Heide、Matsuda 和计算机科学博士生 Ethan Tseng 创建了一种设备来提高图像质量，并有可能解决这个问题。 他们与合作者一起构建了第二个光学元件，与空间光调制器协同工作。 他们的设备过滤来自空间光调制器的光，以扩大视野，同时保持图像的稳定性和保真度。 它可以创建更大的图像，而质量下跌却很小。
松田表示，图像质量一直是阻碍全息显示实际应用的核心挑战。 “这项研究使我们距离解决这一挑战又近了一步，”他说。
海德说，新的光学元件就像一块非常小的定制磨砂玻璃。 磨砂玻璃上蚀刻的图案是关键。 蚀刻表面采用人工智能和光学技术设计，以非常精确的方式散射空间光调制器产生的光，将图像的某些元素推入人眼不易感知的频段。 这提高了全息图像的质量并扩大了视野。
尽管如此，制作全息显示器的障碍仍然存在。 海德说，图像质量还不够完美，光学元件的制造工艺需要改进。 海德说：“必须结合多种技术才能实现这一目标。” “但这项研究表明了一条前进的道路。”
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