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光波导成为AR成像主流技术,AR有望向C端普及

  • 来源:微泽网
  • 发布者:微微
  • 共阅701次
  • 2020-07-29 00:00:00
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AR/VR终端产品类别多样,一体机将成为发展方向。增强现实技术(Augmented Reality,简称AR)是一种实时计算摄影机影像位置及角度,通过结合图片、视频、3D模型等在屏幕上实现虚拟环境和现实世界结合互动的技术;虚拟现实技术(VirtualReality,简称VR)则可以通过计算机仿真系统模拟虚拟世界,提供交互式的三维实景和实体行为,以便于用户沉浸环境中进行体验。目前,市场上的AR/VR产品大致可分为移动端头戴显示设备、外接式头戴设备及一体机式头戴设备三类,其中移动端头戴设备生产成本低,使用门槛低,是入门体验级VR产品;外接式头戴设备依靠外接设备为用户呈现高沉浸感VR效果及极佳的体验感,是目前市场上的主流VR产品;一体式头戴设备兼顾性能和轻便性,对生产工艺技术要求较高,是未来AR/VR产品发展的主要方向。

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5G浪潮推动万物互联,AR/VR发展迎新机。随着5G时代到来,AR/VR产业将进入新的发展阶段。目前,因受到通讯技术限制,AR/VR产品存在动作延迟、分辨率较低,易产生晕眩感等问题,5G通讯建设后,高带宽、传速快、低时延的网络特性将为消费者带来全新用户体验。同时,借助于高速稳定的网络,5G+云渲染技术将提升图像渲染分辨率。华为Cloud AR/VR可以使得虚拟图像的生成从本地移动到云端,使终端使用更加操作简单,依托于云端的强大数据存储和计算处理能力,将减少VR/AR产品对高性能CPU的依赖,从而降低使用成本,促进AR/VR的广泛应用。

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微型显示器和光学元件组合是AR眼镜成像关键。一般来说,对于AR/VR等智能眼镜的硬件部分由近眼显示(NED)、应用处理系统(AP)、外观设计等构成,其中近眼显示(Near-eye Display,简称NED)是AR/VR硬件设备的核心所在,旨在将显示器上的像素通过光学元件成像,形成虚像并投射在人眼中。其中,AR相比于直接显示虚拟图像的VR技术来说,因其成像系统不能挡在视线前方,需要实现透视,所以需要多加一组光学组合器以“层叠”的形式,将虚拟信息和真实场景融为一体。目前,AR眼镜的显示系统多为包括LCOS、LBS、Micro OLED等微型显示屏和棱镜、自由曲面、光波导、Birdbath等光学元件的组合,这些光学元件是决定AR眼镜成像效果的关键。

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视场角大小和体积的之间的矛盾是AR眼镜技术痛点。AR/VR设备成像质量不仅取决于微型显示屏的分辨率,也会受到近眼光学设计的影响,包括视场角(Field of View,简称FOV)、眼距(Eye Relief)、眼动范围(Eye Box)等。视场角大多不超过30度,近两年有新的技术突破,AR眼镜成像时,视场角FOV越大,虚拟图像越大,沉浸感越强,然而,市面上的AR眼镜无论是采用棱镜还是自由曲面的组合方案都面临着的视场角越大,光学镜片越厚的技术痛点,平衡视场角大小和设备体积的之间的矛盾是AR眼镜亟需解决的技术问题。

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光波导“全反射”无损成像成为主流技术,推动AR在C端普及。光波导技术包括耦入、波导、耦出三部分,可将光线耦合进入玻璃基地,并通过“全反射”原理传输至眼前方释放,实现视场折叠和复原,保证光线无损传输。光波导的无漏损传输和高穿透性在实现了轻薄光学镜片的同时,亦可为用户提供较大的FOV,保证眼镜成像清晰。此外,光波导是独立于成像系统而存在的单独元件,可将显示屏和成像系统移到额头顶部或其他位置,减少对用户的视线阻挡,优化设备佩戴感受。因此,光波导技术逐渐被视为满足AR眼镜成像需求的主流解决方案,有望促进AR眼镜向C端普及。

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标签: 光波导 , vr , 视场角 , 光学 , ar眼镜

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