（VRPinea 7月14日訊）Facebook的AR / VR研發部門Facebook Reality Labs 于近日發布一項新研究，研究提出了一種結合全息光學元件和基于偏振的光學折疊的全新近眼顯示器。研究人員Andrew Maimon和Junren Wang表示，該方案的VR顯示器和鏡頭，能將二者疊加的厚度直接降為9mm，突破傳統頭顯的體積難題，可真正稱之為“ VR眼鏡”。
同時，這項研究也展示了更優視覺性能的前景：激光照明能為VR顯示器提供更廣泛的顏色范圍，并且在“將分辨率擴展到人類視覺極限”方面取得進展。
此項技術究竟意味著什么？接下來就請跟著P君一起深入了解一下吧。
首先，我們要明白為什么在VR技術日新月異的當下，VR頭顯依舊笨重。
目前大多數VR顯示器都有一個共同的光學元件：由一個厚厚的、彎曲的、及玻璃或塑料組成的簡單折射透鏡。和攝像機的原理類似，鏡頭需要將來自顯示器的光聚焦到用戶眼中，而光線的聚焦必須留以足夠的距離，所以VR頭顯必須保持一定的厚度。盡管它體積很大，但勝在便宜且簡單，寬廣的視野和高分辨率也能基本滿足需求。但隨著VR科技的進一步發展，很多公司都開始努力使產品變得更輕薄便攜，其中也包括Facebook提出的最新方案：同時使用折疊光學和全息光學。
折疊光學
由上文可知，為了使光線聚焦到用戶眼中，VR頭顯的鏡頭必須與顯示器保持一定距離。折疊光學的概念則是將“該距離”折疊到其自身，使光線可以在更窄的空間內穿越同樣的距離。可以將其理解為一張任意寬度的紙，當你將紙張對折時，紙張本身仍與開始時一樣寬，但由于紙張已被對折，因此其寬度占用的空間較小。
這項技術的核心是偏振（Polarization）。
概念示意圖
通常，光束的方向是隨機的，但是偏振器能夠做到僅使特定方向的光通過，這就好比自動售貨機上的投幣口只會接受一個方向的投幣。偏振技術可以在光線射出并進入佩戴者的眼睛之前，沿著光路來回反射多次。這種方法（也稱為“餅干光學”）可以有效縮短鏡頭和顯示器的之間的距離，從而使頭顯更加輕薄。
全息光學
相較于傳統的折疊光學中的鏡頭，研究人員將透鏡制成了全息圖。如果說照片是在給定時刻、空間平面上的光線記錄，那么全息圖則是在給定時刻、空間體積內的光線記錄。換句話說，當你觀看照片時，只能看到照片里包含的光的信息，也就是照片呈現出的畫面，而當你觀看全息圖時，你可以從不同的位置觀測環顧其中的物體，其顯示的像也會產生變化。事實證明，如果在全息場景中加入鏡頭，使用者在全息圖中看到的鏡頭的行為，就像普通場景中的鏡頭一樣。
Facebook在此設計中采用的光學器件，實際上是一個鏡頭的全息圖。研究人員有效地“捕獲”了真實鏡頭的全息圖，將真實鏡頭的光學特性凝聚到了薄如紙的全息膠片中。
二者結合
此次Facebook提出的“折疊式全息光學”正是將兩種技術合二為一，以此真正實現日常眼鏡大小的VR頭顯。即使目前尚在概念驗證階段，研究人員也已經研究出了配備此類顯示器的頭戴設備，并且聲稱已經達到了現代VR頭顯所需的分辨率和FOV（視場角）。
局限和展望
值得注意的是，盡管該研究指明了實現輕便，舒適，高性能AR/VR技術的未來道路，但為了專注于研究，上圖所示的眼鏡還沒有加入真實產品內部所必需的其他關鍵部件，例如光源，驅動電子設備，跟蹤攝像頭等。除此之外，目前研究還沒有以眼鏡大小的尺寸展示過工作的全彩色版本。如何保證高分辨率、縮短眼盒厚度、將其余組件裝進如此小的外形，還是需要攻克的難題。
據外媒猜測，要想真正把該技術應用至頭顯，至少還有十年時間。盡管如此，外形、分辨率、視場和色域的有力結合，已經足以讓其成為一個令人振奮的概念型產品，相信隨著研究的進一步發展，開發細薄便攜式VR顯示器未來可期。
