斯坦福大学计算成像实验室的工程师开发轻量级、人工智能驱动的全息AR眼镜原型

斯坦福大学计算成像实验室的工程师已经开发了一种轻量级AR眼镜的原型，为未来的全息AR眼镜打开了大门，这种眼镜比目前可用的头显轻得多。人工智能驱动的显示器无需使用笨重的透镜即可通过薄光波导中的两个超表面投射 3D 图像，这是这项创新的关键。

传统的AR/VR/XR头戴式设备通常使用聚焦透镜将micro LED或OLED显示图像投射到佩戴者的眼睛中。不幸的是，镜头所需的深度导致了笨重的设计，例如Google Cardboard设备中的智能手机或重量超过21盎司（600克）的Apple Vision Pro耳机。

更薄的设计有时会使用光波导（将其视为潜望镜）将显示器和镜头从眼睛前方移动到头部侧面，但将用户限制为 2D 图像和文本。斯坦福大学的工程师将人工智能技术与超表面波导相结合，在投影3D全息图像的同时降低了AR头显的重量和体积。

第一个创新是消除了笨重的聚焦镜头。取而代之的是，蚀刻到波导中的超精细超表面“编码”，然后通过弯曲和对齐光线来“解码”投影图像。粗略地说，可以把它想象成按照设定的节奏在水池的一端溅水，当波浪到达另一端时，你可以阅读波浪来重现原来的节奏。斯坦福眼镜在显示器前使用一个超表面，在眼睛前使用另一个超表面。

第二种是波导传播模型，用于模拟光如何在波导中反射，以准确创建全息图像。3D全息图很大程度上取决于光传输的精度，甚至波导表面的纳米变化也会极大地改变所看到的全息图像。在这里，使用改进的UNet架构的深度学习卷积神经网络在通过波导发送的红光、绿光和蓝光上进行训练，以补偿系统中的光学像差。粗略地说，把它想象成射出一支瞄准靶心的箭，但它只击中了右边一点点——现在你知道通过瞄准左边一点点来补偿。

第三种是使用AI神经网络创建全息图像。使用 48 GB 的 Nvidia RTX A6000 在从 Holoeye Leto-3 仅相位 SLM 显示模块投射的各种相位模式上训练 AI。随着时间的流逝，人工智能学会了哪些模式可以在四个距离（1 m、1.5 m、3 m 和无穷远处）创建特定的图像。

总而言之，为这款头戴式设备提供动力的 AI 模型输出的 3D 图像明显优于其他产品。虽然斯坦福AR眼镜只是一个原型，但读者仍然可以在亚马逊上用这样的轻量级耳机享受今天的增强世界。

来源：IT时代网

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