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　　由于科幻電影的影響（《鋼鐵俠》和《星際迷航》等等），人們一直在憧憬著全息光學(xué)透鏡的出現(xiàn)。那么增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器的工作原理是什么呢？游戲開發(fā)者Aaron Yip在Quora（國外著名問答網(wǎng)站）進(jìn)行了解答，下面是整理的文字。

　　先讓我們從基礎(chǔ)開始。我們有這些部分透明的顯示器，可把數(shù)字影像與真實(shí)世界相混合。光線需要在一定東西上反彈以重定向到你的眼睛。在現(xiàn)實(shí)世界，我們已經(jīng)得到重定向的光線。對(duì)于數(shù)字世界，我們需要?jiǎng)?chuàng)建人工光線（例如通過LED，OLED），然后重定向它們。將生成的計(jì)算機(jī)圖像與真實(shí)世界結(jié)合的光學(xué)裝置稱為“組合器 ”（Combiner）。 基本上，組合器的工作原理類似于部分反射鏡，即重定向顯示光，并選擇性地讓光從真實(shí)世界通過。這很簡單。

　　光學(xué)硬件解決方案可以分為兩類：常規(guī)HMD光學(xué)組合器和新興波導(dǎo)組合器。這兩者都非常不同，有著非常不同的權(quán)衡。

　　自上世紀(jì)60年代以后便出現(xiàn)了透視顯示器。因此，這產(chǎn)生了許多不同的光學(xué)技術(shù)，但基本上都是分辨率、視場(chǎng)、眼盒、圖像質(zhì)量、硬件重量/適配、形狀參數(shù)和其他特征之間的權(quán)衡。在理想情況下，每個(gè)人都希望時(shí)尚輕便的眼鏡，有著200×100度的視場(chǎng)（匹配人眼），以及由《鋼鐵俠》主角托尼·史塔克發(fā)明的完美圖像質(zhì)量。但由于頭顯/近眼顯示器等等存在物理和光學(xué)的限制，使得這在可預(yù)見的未來中成為不切實(shí)際的幻想。所以我們需要思量上述提到的權(quán)衡。

　　光學(xué)硬件完全在于權(quán)衡

　　傳統(tǒng)的組合器可產(chǎn)生合理的透視和成像質(zhì)量，具有一致的性能和得益于幾十年供應(yīng)鏈發(fā)展而帶來的所能負(fù)擔(dān)得起的材料。下圖是兩個(gè)常見的實(shí)現(xiàn)方式：作為平面組合器示例的偏振光束組合器（左上）；作為彎曲組合器示例的離軸組合器（右上）。

　　偏振光束組合器的實(shí)例包括谷歌眼鏡，以及愛普生、瑞芯微（Rockchip）和臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院的智能眼鏡。分束器可以使用LCOS（硅基液晶）微型顯示器進(jìn)行偏振，例如谷歌眼鏡；或者僅使用簡單的半色調(diào)反射鏡。可惜的是，由于組合器的重量和尺寸限制，基于偏振光束組合器的顯示器的視場(chǎng)通常較小，并且可能存在光束分離導(dǎo)致的附加模糊，造成分辨率較低。谷歌眼鏡的視場(chǎng)為13度FOV，而愛普生BT-300為23度，分辨率是1280×720。兩者都處于消費(fèi)者顯示器可接受范圍的低端。然而，更大的FOV和/或分辨率將需要更大和更重的硬件。

　　優(yōu)點(diǎn)：輕、小、相對(duì)實(shí)惠（500美元-700美元左右）

　　缺點(diǎn)：有限的視場(chǎng)和分辨率，難以改進(jìn)。

　　離軸、半球形組合器的最佳現(xiàn)代示例是meta 2。與其他品種的小型和輕型組合器不同，meta傾向于更大的FOV和顯示分辨率。他們推出單個(gè)OLED平板以支持“幾乎90度FOV”和2560×1440像素。然而，他們的硬件體積巨大，跟VR頭顯（如Oculus和HTC Vive）相似。另外的問題包括較低的角分辨率（較少細(xì)節(jié)/圖像不夠清晰），以及組合器的塑料材料如何維持其質(zhì)量（例如，隨著時(shí)間的推移輕微的抖動(dòng)會(huì)得到強(qiáng)化，可能導(dǎo)致最終的視覺假象）。但這是他們?yōu)榻档统杀径龀龅倪x擇。彎曲組合器另一個(gè)更早的實(shí)例是link的Advanced Helmet Mounted Display。

　　優(yōu)點(diǎn)：寬視場(chǎng)和高分辨率，相對(duì)實(shí)惠（900美元左右）

　　缺點(diǎn)：大而笨重，較低的角分辨率，材料質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。