NVIDIA放最新眼镜：AR体验提升的又一次“尝试”

如何能够让AR技术体验更上一层楼？过去几年里人们一直没有停止过努力。当然，“体验”这个词所涵盖的范围是非常宽泛的，人们已经在硬件技术、成本、内容等各个组成部分中付出了具体的努力，并且已经取得了很多的成果。但就从基础的显示技术来说，真正的突破仍未出现。

在正在进行的SIGGRAPH 2017上，雷锋网的前方记者就在“Emerging Technology（前沿技术）”板块的现场发现了一个非常有意思的新技术Demo，来自NVIDIA，名为 “变焦虚拟：近眼现实的新型光学结构（Varifocal Virtuality: A Novel Optical Layout for Near-Eye Display）” 。（ 点击查看实际论文 ）

正如其名，这项技术的主要内容是一种全新的、为AR技术打造的光学结构。它的大致原理图如下。

这种全新的结构存在很多亮点，其中最主要的是解决了“辐辏调节冲突（vergence-accommodation conflict）”。通俗点说，就是大部分VR设备所采用的“显示屏+透镜”的方案与现实环境的光线差距太大。

问题随之而来，我们怎么样才能够产生近似真实环境、甚至完全真实的光线呢？前两年因为各种原因大出风头的MagicLeap设想的是“从零打造光线”，通过特定的发光结构+物理旋转，再通过光纤等导光材质射入人眼。但这种路线上的技术障碍不是一点半点，也导致了MagicLeap至今未能在设备的小型化、实用化上取得突破性的进展。

而此次NVIDIA推出的新眼镜则采用了一种全新的思路—— “改变平面显示内容的光线路径，让它接近人眼实际场景路线” 。这种思路实际上已经存在于一些VR设备当中，但AR设备本身还需要让现实场景的光线进入人眼，所以如何“区别”对待现实场景光线与AR内容的光线就成为了问题。

NVIDIA新AR实验眼镜项目的负责人，来自NVIDIA Research的Kaan Aksit最终想到了一个办法：在人眼旁边设置激光投影仪，然后将影像先投影在一块全息玻璃上，将光线转化为向外发射的平行光，然后再从全息玻璃之外的凹面半透镜上反射，经过全息玻璃进入人眼。

这样一来，AR内容的光线就将从平面光线转化为带有角度的光线，同时现实场景的光线在经过厚度不变的凹面半透镜时只会发生小幅度的折射，进而让AR内容和现实光线有机的结合到一起。

这种全新光学架构还有另外一个重要好处：因为光线的路径实际只由全息玻璃和凹面半透镜决定，只需要用物理手段改变两者的距离，就能产生完全不同的真实景深观感。

在SIGGRAPH现场，NVIDIA也用3D打印技术以及各种原始部件组合之后打造出了一个Demo眼镜。具体外形如下：

就现场具体的眼睛硬件Demo体验来说，AR内容不仅在强光下非常清晰，同时还能够同时显示两个景深不同的内容，并且人眼完全能够适应这些内容，并且在经过15分钟的体验之后，也没有出现任何不适现象。

为什么要重新在光学结构上下功夫呢？Kaan Aksit在SIGGRAPH现场是这样解释的：提升体验依旧是一个我们值得努力的方向，而这个全新的光学结构本身实际上也同时兼顾了体验的提升，以及未来一定时期的产品成本控制，可以算是目前能够想到的一个不错的路线。

Kaan Aksit也透露了很多关键的数据：“凹面半透镜目前的成本在单个100美元左右，但大批量生产的成本可能会很低；全息玻璃目前全球只有德国和俄罗斯各一家企业能够生产，但是未来的成本并不确定；而激光投影部件的总体成本目前已经能够控制到200刀，并且还有很大的发展前景。”

Kaan的这种预判或许比较乐观，而这种新AR光学结构能否变成实际产品也仍是未知数，但如何进一步提升AR的体验还将是一个大家追逐的目标。从Kaan的成果来看，从光学结构本身下手也是一种不错的想法。