来自普林斯顿大学 Meta Reality 实验室和其他机构的研究人员发表了一篇新论文，详细介绍了一种实现具有视网膜分辨率的超宽视场全息显示的方法。该方法大大降低了达到这些参数所需的显示分辨率，使其成为将全息显示引入 XR 头显的潜在捷径。全息显示器在 XR 领域尤其受欢迎，因为它们可以显示光场，更准确地表示我们在现实世界中看到的光。
Meta 的 XR 和 AI 研发小组 Reality Labs Research 花费了大量时间和精力探索全息技术在 XR头显中的应用。
要使全息显示在 XR头显中可行，需要克服许多障碍，其中之一就是光学展量问题：衡量光在全息系统中传播范围的指标。低光学扩展量意味着低视场，在此类系统中增加光学扩展量的唯一方法是增加显示器尺寸或降低图像质量，这两种方法都不适合在 XR 中使用头显。
来自普林斯顿大学现实实验室研究中心和阿卜杜拉国王科技大学的研究人员在同行评审研究期刊《 自然通讯》 上发表了一篇新论文，题为“ 用于超广角高保真全息显示的神经展度扩展器”。
该论文介绍了一种将全息显示器的光学扩展量扩展至 64 倍的方法。研究人员表示，这样做可以为超宽视场全息显示器创造一条捷径，该显示器还可以实现每度 60 像素的视网膜分辨率。
研究人员表示，仍然需要比现在更高分辨率的空间光调制器（SLM），但该方法将必要的 SLM 分辨率从数十亿像素减少到仅数千万像素。
研究人员表示，假设理论 SLM 的分辨率为 7,680 × 4,320，对其光学扩展量扩展方法的模拟表明，该方法可以实现水平视场 126°、每度 60 像素的分辨率（真正的“视网膜分辨率”）在理想条件下。
目前尚不存在这样的 SLM，但要在没有光学扩展量扩展的情况下创建类似的显示器，需要分辨率为 61,440 × 34,560 的 SLM，这远远超出了当前或近期的任何制造能力。
光学扩展量扩展本身并不新鲜，但研究人员表示，现有方法以显着降低图像质量为代价来扩展光学扩展量，从而在视场和图像质量之间建立了反比关系。
该论文声称：“用我们的方法制作的集光扩展全息图是唯一同时展示超宽视场和高保真度的全息图。”
研究人员将该方法称为“神经光学展量扩展”，与现有的不考虑显示内容的简单方法相比，这是一种扩展光学展量的“智能”方法。
“神经聚光扩展量扩展器是从自然图像数据集中学习的，并与 SLM 的波前调制联合优化。类似于浅层神经网络，这种新型光学元件使我们能够根据自然图像的显示定制波前调制元件，并最大限度地提高人眼可感知的显示质量。”该论文解释道。
作者——Ethan Tseng、Grace Kuo、Seung-Hwan Baek、Nathan Matsuda、Andrew Maimone、Florian Schiffers、Praneeth Chakravarthula、Qiang Fu、Wolfgang Heidrich、Douglas Lanman 和 Felix Heide——在他们的论文总结中表示，他们相信该方法不仅仅是这是一个研究步骤，但有一天它本身可以用作实际应用。
“[...] 神经聚光扩展量扩展器支持彩色全息图的多波长照明。扩展器还支持 3D 彩色全息术和观看者瞳孔移动。我们预计未来的全息显示器可能会将所描述的光学设计方法纳入其结构中，特别是对于 VR/AR 显示器。”
虽然这项工作令人兴奋，但研究人员表示，他们对于这种方法还有很多需要探索的地方。
“将我们的工作扩展到利用其他类型的新兴光学器件（例如超表面）可能会被证明是未来工作的一个有希望的方向，因为纳米级超表面特征可以极大地放大衍射角，并且可以使用以下方法来调制光的附加属性（例如偏振）元光学。”
译自：roadtovr
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