从Pancake光学方案到光场显示：VR/AR眼镜的显示技术路线图该如何规划？
虚拟现实（VR）和增强现实（AR）眼镜的普及，很大程度上取决于显示技术的突破。目前，Pancake光学方案正在成为VR/AR眼镜的主流显示技术，但其仍存在一些局限性。更先进的光场显示技术则有望彻底改变VR/AR的体验，但同时也面临着巨大的技术挑战。本文将探讨Pancake光学方案的优缺点，并展望未来VR/AR眼镜显示技术的发展路线图，重点关注光场显示技术的可能性和挑战。
Pancake光学方案：优势与不足
Pancake光学方案利用折叠光路，将显示单元和眼睛之间的距离缩短，从而减小眼镜的体积和重量。这使其成为目前VR/AR眼镜的主流选择，并被广泛应用于Meta Quest 2、Pico Neo 3等产品中。
优势：
- 体积小巧： Pancake光学方案显著减小了眼镜的厚度和重量，提升了佩戴舒适性。
- 成本相对较低： 与其他光学方案相比，Pancake光学方案的制造成本相对较低。
- 视场角（FOV）可接受： 目前Pancake光学方案可以实现超过90°的FOV，满足大部分用户的需求。
不足：
- 鬼影和色散： Pancake光学方案中，光线经过多次反射和折射，容易产生鬼影和色散，影响图像质量。
- 亮度不足： 光线在多次反射过程中能量损失较大，导致显示亮度不足，尤其是在户外环境下。
- 生产工艺复杂： Pancake光学方案对制造工艺精度要求较高，良率较低，增加了生产成本。
光场显示：未来方向
光场显示技术能够呈现更逼真的三维图像，相比于传统的基于像素的显示技术，光场显示可以根据观察者的视角变化实时调整图像，提供更自然的深度感和立体感。这对于VR/AR眼镜来说，是革命性的技术突破。
优势：
- 真正的三维显示： 光场显示可以提供更逼真的三维图像，无需佩戴特殊的3D眼镜。
- 视角无关性： 观察者可以从不同的角度观看图像，而不会出现图像畸变。
- 更强的沉浸感： 光场显示技术可以提供更强的沉浸感和临场感。
挑战：
- 技术复杂度高： 光场显示技术涉及到光学、计算和算法等多个领域，技术难度非常高。
- 成本高昂： 目前光场显示技术的成本非常高昂，难以大规模应用。
- 分辨率和亮度限制： 光场显示技术的分辨率和亮度仍然受到限制。
显示技术路线图规划
考虑到当前的技术水平和市场需求，VR/AR眼镜显示技术的发展路线图可以规划如下：
- **改进Pancake光学方案：**在现有Pancake光学方案的基础上，通过优化光学设计、改进制造工艺等手段，进一步提高图像质量、亮度和视场角，降低成本。
- **探索混合光学方案：**结合Pancake光学方案和其他光学方案的优点，例如波导光学、自由曲面光学等，开发出性能更优的混合光学方案。
- **逐步推进光场显示技术：**随着技术的不断进步，逐步推进光场显示技术的研究和应用，先从低分辨率、小视场角的应用开始，逐渐提高性能。
- **关注微型显示技术：**开发更高分辨率、更高亮度、更低功耗的微型显示技术，为VR/AR眼镜提供更优质的显示效果。
总而言之，VR/AR眼镜显示技术的发展是一个持续迭代和创新的过程。Pancake光学方案作为过渡技术，将在未来几年内继续发挥重要作用。而光场显示技术，则代表着VR/AR显示技术的未来方向，需要持续投入研发力量，克服技术瓶颈，最终实现大规模应用。 这条道路充满了挑战，但也充满了机遇，相信在不久的将来，我们将看到更加轻便、舒适、逼真的VR/AR眼镜出现。
