显示专家Karl PPT分享：OST MR 和 VST MR的优缺点

　　近眼显示技术专家卡尔·古塔格(Karl Guttag)日前参加了AWE 2023，并在25分钟的主题演讲中讨论了光学MR与视频透视MR。现在，古塔格分享了自己的PPT演示文稿。

　　另外，有关MR挑战的问题可以阅读映维网早前分享的《深入AR系统构建，为啥AR显示技术发展这么慢、这么难》。

　　为何光学MR这样难

　　光学MR非常难以实现，而且成本高昂。古塔格指出，挑战主要有6点：

　　可见光的波长是固定的：典型的MR显示像素线性比VR小10倍;而且衍射变得越来越重要

　　阻挡入射光的方法粗糙且不准确

　　显示器不能设置在“正确的位置”(与VR不同)

　　大视场需要大的最终光学元件

　　所有一切都必须小、轻、低功耗

　　若要将现实世界感知图像和虚拟内容图像“结合”在一起，这对两者都会造成损害。

　　例如，如果要实现50度视场，SLAM和手部追踪，则设备难以做到眼镜形态。但要做到眼镜形态，视场目前只能做到30度，而且头显前端会非常重，续航和功能有限，并且散热会是一个问题。尤其是散热，古塔格表示：“业余人士担心续航，专业人士担心散热。”

　　另外，如果适眼距要小于23mm，则无法支持一般眼镜。如果选择头盔或护目镜形态，则社会接纳度等方面又会存在问题。

　　值得一提的是，光学MR的户外用例要求大于2000尼特的亮度。

　　透视MR的优缺点

　　在谈到透视MR时，古塔格列出了这种实现形式的优缺点。

　　优点：

　　更好的虚拟图像质量(对比度/黑色)

　　硬边缘(像素级)遮挡变成一个小问题。作为对比，光学MR基本不可能做到这一点，而且软边缘遮挡会非常软。另外，透视MR不需要与不与环境光竞争(节能)。

　　更简单、更便宜的光学器件

　　缺点：

　　现实世界的固定焦点

　　动态范围比现实世界小几个数量级

　　低于现实世界的分辨率

　　运动到光子延迟

　　摄像头与眼睛的对齐不完美

　　更薄的光学器件只是有助于解决问题，但不能完全解决问题

　　非显示视觉遮挡

　　影响面对面社交

　　巨大的潜在安全问题

　　光学MR和透视MR需要解决不同的问题

　　光学MR和透视MR是实现混合现实的两种不同实现，它们需要解决不同的问题。不过，古塔格表示现在光学MR和透视MR越来越接近，比如说QuestPro和HoloLens2。

　　光学MR(眼镜形态)：

　　现实世界同时具有无限聚焦距离

　　对真实世界和现实高度透明，并且真实世界“正常工作”

　　周边视觉非常重要(安全)

　　室外用例的亮度>2000尼特

　　完全硬边遮挡不可能，因为无法聚焦入射光

　　软边遮挡影响数千像素

　　眼睛视力矫令问题变得复杂，因为需要处理实视图和虚拟视图

　　宽视场非常困难，需要妥协

　　需要非常小的像素(通常>3微米)

　　IPD支持

　　透传MR：

　　VR通常只有一个焦点(但眼动追踪和可变焦点可以帮助缓解问题)

　　总是遮挡大部分周边视觉

　　用户必须在一个“安全”的位置(太危险)，所以不太可能在工厂使用，而且室外使用不太可能

　　依然必须处理摄像头到眼睛的视差

　　以上只是光学MR vs 透视MR的部分整理，他同时介绍了上述问题的细分，包括Meta Quest和HoloLens 2的热管理对比，Pancake光学元件，透视MR的视觉校正等等。完整PPT请访问这个页面。另外，预计官方会在未来一周放出古塔格在AWE 2023的演讲视频。