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全彩、視頻速率和低成本3D 可視化

（消息來自英偉達(dá)）中山大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種原型機(jī)，利用超薄納米壓印超透鏡陣列創(chuàng)建透明增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器。其中，顯示系統(tǒng)可以提供全彩、視頻速率和低成本的3D可視化，解決了以往AR系統(tǒng)的主要局限性。

集成成像顯示器是一種利用透鏡/針孔陣列來捕獲和再現(xiàn)光場(chǎng)的光場(chǎng)顯示器。該技術(shù)通過大量小透鏡重建整個(gè)圖像，類似于蠅眼的機(jī)制。生成的圖像封裝了原始3D 對(duì)象的完整光場(chǎng)信息，類似于全息術(shù)。但與全息術(shù)不同的是，該解決方案并不限于相干光源。一體式成像顯示器本質(zhì)上提供全視差和準(zhǔn)連續(xù)視點(diǎn)等功能，提供真正的3D 顯示，避免視覺疲勞。然而，由于技術(shù)限制，積分成像顯示器在21世紀(jì)之前進(jìn)展緩慢，但隨著算法的增強(qiáng)、制造能力的提高以及高速數(shù)碼相機(jī)的出現(xiàn)，該行業(yè)開始快速發(fā)展，尤其是在過去的十年中。對(duì)于下一代3D顯示技術(shù)來說，平面超光學(xué)元件非常有前景，而超薄超透鏡是傳統(tǒng)大體積透鏡的理想替代品。超透鏡展現(xiàn)出前所未有的在亞波長(zhǎng)尺度操縱光的能力，包括精確控制介電或等離子體超透鏡傳輸或反射的光的振幅、相位、偏振和色散。最近，超透鏡在整體成像顯示器中顯示出巨大的潛力，解決了傳統(tǒng)微透鏡陣列遇到的關(guān)鍵色差問題。然而，大規(guī)模超透鏡陣列的制造及其與商業(yè)微顯示器的集成以實(shí)現(xiàn)集成成像顯示器仍然是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。此外，用于編碼3D 對(duì)象和創(chuàng)建元素圖像陣列的計(jì)算算法仍然太慢，無法為實(shí)際視頻速率積分成像顯示器實(shí)現(xiàn)3D 對(duì)象的實(shí)時(shí)渲染。于是在一項(xiàng)研究中，中山大學(xué)團(tuán)隊(duì)推出了一種用于3D近眼積分成像顯示器的大尺寸納米壓印超透鏡陣列。該系統(tǒng)結(jié)合了大規(guī)模元透鏡陣列、市售微顯示器和實(shí)時(shí)渲染算法，可生成具有運(yùn)動(dòng)視差和焦點(diǎn)提示的高質(zhì)量3D 圖像。研究人員利用納米壓印制造技術(shù)和折射率1.9的粘合材料制造了大尺寸（1.84毫米1.84毫米）的超透鏡陣列，并將44的高質(zhì)量超透鏡陣列與市售的3D打印支架相結(jié)合。集成微顯示器。為了實(shí)現(xiàn)視頻速率積分成像顯示，他們還引入了一種新的渲染方法，該方法利用積分成像顯示器中體素和像素之間的靜態(tài)映射。除此之外，這種渲染方法可以繞過傳統(tǒng)的幾何投影，通過查找表實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性能。

相關(guān)論文：Beyond the lab: 基于納米壓印超透鏡陣列的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

當(dāng)然，團(tuán)隊(duì)指出，雖然用于高通量超表面制造的納米壓印光刻和實(shí)時(shí)渲染算法可以促進(jìn)未來VR和AR應(yīng)用的整體成像顯示器的發(fā)展，但該領(lǐng)域仍然存在一定的挑戰(zhàn)。例如，高分辨率圖像采集是一個(gè)巨大的障礙，需要具有超小像素尺寸至亞微米級(jí)別的微型顯示傳感器。然而，制造如此小的傳感器帶來了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。在這種情況下，具有高刷新率的時(shí)分復(fù)用光場(chǎng)可以提供可行的解決方案。 ---原文鏈接：https://news.nweon.com/120561