斯坦福計算成像實驗室的工程師開發(fā)了一款輕量級AR眼鏡原型。這項創(chuàng)新的關(guān)鍵是人工智能顯示器，它無需使用笨重的鏡頭，就可以通過薄光波導(dǎo)投射3D圖像。這為比現(xiàn)有耳機(jī)更輕的商用全息AR眼鏡打開了大門

斯坦福計算成像實驗室的工程師開發(fā)了一款輕量級AR眼鏡原型，為未來的全息AR眼鏡打開了大門，這種眼鏡比目前的頭戴式耳機(jī)輕得多。這項創(chuàng)新的關(guān)鍵是人工智能驅(qū)動的顯示器，它通過薄光波導(dǎo)內(nèi)的兩個超表面投射3D圖像，而無需使用笨重的鏡頭。

傳統(tǒng)的AR/VR/XR頭戴設(shè)備通常使用聚焦鏡片將微型LED或OLED顯示屏圖像投射到佩戴者的眼睛中。遺憾的是，鏡片所需的深度會導(dǎo)致設(shè)計笨重，例如GoogleCardboard設(shè)備中的智能手機(jī)或重量超過21盎司(600克)的AppleVisionPro頭戴設(shè)備。

更薄的設(shè)計有時會使用光波導(dǎo)(可以將其想象成潛望鏡)將顯示屏和鏡頭從眼睛前方移到頭部側(cè)面，但會將用戶限制在2D圖像和文本上。斯坦福工程師將AI技術(shù)與超表面波導(dǎo)相結(jié)合，以減輕AR耳機(jī)的重量和體積，同時投射3D全息圖像。

第一項創(chuàng)新是取消了笨重的聚焦透鏡。相反，波導(dǎo)中蝕刻的超精細(xì)超表面通過彎曲和對齊光線來“編碼”然后“解碼”投影圖像。粗略地說，可以將其想象為按照既定的節(jié)奏在游泳池的一端潑水，當(dāng)波浪到達(dá)另一端時，您可以讀取波浪以重現(xiàn)原始節(jié)奏。斯坦福眼鏡在顯示器前面使用一個超表面，在眼睛前面使用另一個超表面。

第二個是波導(dǎo)傳播模型，用于模擬光如何通過波導(dǎo)反射以精確創(chuàng)建全息圖像。3D全息圖在很大程度上取決于光傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，波導(dǎo)表面的納米級變化也會極大地改變所見的全息圖像。在這里，使用改進(jìn)的UNet架構(gòu)的深度學(xué)習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在通過波導(dǎo)發(fā)送的紅光、綠光和藍(lán)光上進(jìn)行訓(xùn)練，以補(bǔ)償系統(tǒng)中的光學(xué)像差。粗略地講，可以將其想象成向靶心射出一支箭，但它只偏向了右邊一點點——現(xiàn)在你知道可以通過瞄準(zhǔn)左邊一點點來補(bǔ)償。

第三是使用AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建全息圖像。使用48GBNvidiaRTXA6000訓(xùn)練AI，使其適應(yīng)HoloeyeLeto-3純相位SLM顯示模塊投射的各種相位圖案。隨著時間的推移，AI學(xué)會了哪些圖案可以在四個距離(1米、1.5米、3米和無窮遠(yuǎn))創(chuàng)建特定圖像。

總的來說，支持這款耳機(jī)的AI模型輸出的3D圖像比其他產(chǎn)品好得多。盡管斯坦福AR眼鏡還只是原型，但讀者今天仍可以通過亞馬遜上的這款輕量級耳機(jī)享受增強(qiáng)現(xiàn)實世界。

標(biāo)簽：