1957年AR之父莫顿·海利希通过大型设备将3D影像投射于人四周，2009年MIT学生Pranav Mistry实现头戴设备与手势的交互，2010年开始我国电视台将虚拟场景增加至电视节目录制，2012年谷歌眼镜问世，2014年Magic Leap获得谷歌5.42亿美金投资。近眼显示，尤其是光学透镜系统，去年赢得了消费者的极大热情，从谷歌的Hololens到Oculus RIFT低成本VR产品，所有这些已发布商用光学产品都历经了几十年的研发成熟期。
近眼“光场”成为潮流
最新的近眼显示技术由2－3组紧凑的直视LCD屏组成，光学透镜近眼显示屏利用一个紧贴眼睛以至于无法使其聚焦的设备，将合成投影仪放置在自然视角上面。这样的显示屏一方面可以调整眼睛的焦距范围；与此同时保留看见真实世界的能力。
获得投资的Magic Leap曾经在斯坦福大学以“The World is Your New Desktop”为标题进行演讲。从技术方向上Magic Leap和Hololens同属空间感知定位技术，不同的是Magic Leap是用光纤向视网膜直接投射整个数字光场(DIGital Lightfield）产生所谓的Cinematic Reality（电影级的现实）。
Hololens采用一个半透玻璃，从侧面DLP投影显示，虚拟物体总是实的，与市场上Espon的眼镜显示器或Google Glass方案类似，是个二维显示器。因为视角不大（40度左右），沉浸感大打折扣。
问题的症结在于，保证大视角和小巧外形这两项需求在光学硬件设计是互相对立的。
举例来说，光学透镜设备在眼前放置了一个镶嵌在波导装置上的分光器，视角范围随波导装置厚度的增加而增加，Epson Moverio BT-1003为了外形轻薄，对角视角范围只有23度。人眼的视角大概是180度，绝大部分AR应用都需要虚拟信息的大范围叠加，实时重现。因此，如果AR显示器的视角比观察者的总视角要小，则使用者必须主动在视野中找到信息并保持同步叠加，并且有可能在瞬间无法接受完整信息，这就让虚拟图景相对现实环境看上去失真。
大视角是关键
大视角光学器件在传统滤波装置上做出革新，形成光学透镜（简称“光透”），提升了精密程度。非球面界面可承载先进的光学纤维材料，取代了平面混合装置，分离传导镜头等元件，独立的光学“Prism” 将虚拟图像的传导、修片、合成的功能集于一身。图像在虚拟与现实间产生的“光行差”由经过优化的光学界面进行纠正。
显示驱动界的巨头英伟达（NVIDIA）在SIgGrogh2015上公布了一种全新的光透AR显示设计解决方案，能够同时保证大视角，与眼镜外形的小巧设计。该设计由两部分组成：一部分是LCD面板，一部分是“点光”（Pinlight）源阵列。所谓“点光”（Pinlight）是将虚拟光源进行编码，使之穿过LCD，形成微透投影。在LCD上编码的虚拟光圈实现了投影平铺，解决了视角的问题，允许创建任意宽度的视角。使用软件程序对目标图像进行重新编排，使之平铺成子图像，并呈现在显示器上，如此当虚拟图像超出观察者的有效视距时便呈现逼真效果。经过估算该眼镜产品可以提供110度大视角范围。
但在实际应用中也同样存在尚未解决的问题，比如精确的瞳孔跟踪，光的衍射限制了图像质量，对图像分辨率的景深也是一大挑战，低成本应用级LCD模块会使环境光显示变暗等等。
明年3月份Oculurs 商用VR产品就将上市销售，最近三星的GearVR消费者版以99美金的低价格开始接受预定。各种临场感极强的CG动画令人目眩神迷，但是EA等游戏巨擎们仍然放言5年之内虚拟现实或增强现实游戏仍然不会成为主流，的确，高科技在展现动人魅力的同时，自身在市场层面仍面临诸多待解问题。但是这是一个方向，一个通向人类精神想象世界的方向，一点都不会错。
本文由作者刘辉授权创业邦独家发布，转载请注明作者信息及来源，违者必究
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