该“MetaForm”光学设备可能会缩小AR耳机的大小

通过研究纳米光子学和自由曲面光学技术,罗切斯特大学的研究人员希望能够实现下一代XR耐磨材料。

当我们看到增强现实(AR)科幻小说,它通常采用眼镜的形式 - 甚至是隐形眼镜-能够产生丰富的沉浸式体验。

自googleglass问世以来,真实世界的AR已经取得了长足的进步,但在形式和功能之间仍然存在着一个相当严重的折衷:可穿戴眼镜越像一副普通的眼镜,其实际实现的增强效果就越差。

原因有很多——毕竟,我们说的是在你的头上放一个上下文感知的电脑——但一个问题在于光学系统,或者说耳机如何将AR图像放在你的眼球前面。

元形式允许在增强现实中获得更丰富、更精确的视觉效果,同时减小镜头的尺寸。

罗切斯特大学光学研究所的研究人员发明了一种技术,使我们更接近AR磨损的梦想,它看起来比瑞帽更像是硬帽。

“没人愿意整天顶着水桶到处走斯坦福大学教授Mark Brongersma,他领导大学的等离子和光子学集团。

挑战:理想的AR光学系统是一个窗口,它在你的眼前是薄而无束缚的,所以你几乎没有注意到它-数字内容与你周围的物理世界无缝融合。这听起来很简单,但让光合作并不是一件简单的事情,所有当前的AR设备都会以这样或那样的方式受到影响。

  • 虚拟现实(VR)耳机的设计目的是让用户置身于完整的数字世界中,这意味着它们可以阻挡周围环境的所有光线。但AR的目的是将内容整合到物理世界中——它必须时刻与环境光抗衡。它必须这样做,同时尽量减少像色差(彩色条纹),重影(双图像),杂散光(镜头光斑),和染色(过度黑暗的镜头)的问题。

  • AR光学器件问题的解决方案经常包括庞大的硬件或“耳眼”看光学器件(镜头和遮阳板的形状像虫子的形状膨胀) - 哪个限制谁将实际想要穿它们。

因此,设计光学元件将在投影光线中产生丰富的数字图像,同时放入外部光线,使其所有它看起来都是真实的 - 而不是让人们看起来像过程中的机器人 - 仍然是当代AR的比赛中的Cyborgs。

输入:元形式。这是罗切斯特大学研究人员的一项新技术。声称可以“违抗传统的反射定律,将从各个方向进入AR/VR目镜的可见光聚集起来,并将其直接重定向到人眼中。”

这项技术在一份新的报告中概述在《科学进步》杂志上。研究小组描述了一种将微小的纳米结构“森林”印在一种称为自由形式光学的光学形式上的方法。

  • 自由曲面光学是一项复杂的新兴技术。传统的光学系统是纯球形的(如隐形眼镜、眼镜或望远镜),自由曲面光学系统使用各种表面类型。想一想娱乐场所的镜子如何产生古怪的反射。这种看东西的方式比单凭眼睛所能看到的物理世界要“更多”——冒着过于简单化的风险——是自由形式光学所能允许的。在实践中,自由形式光学将这种能力用于超越愚蠢的特定目的,因此可以用来制造比以往更轻、更紧凑、更坚固的设备。

但不要担心是一个自由形式光学专家;重点是,元形允许增强和更准确的增强现实的视觉效果 - 同时同时降低镜头的尺寸。

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