來自 Meta Reality Labs、美國普林斯頓大學和其他機構的研究人員發表了一篇新論文，詳細介紹了一種實現具有視網膜解析度的超寬視場全息顯示器的方法。該方法大大降低了達到這些參數所需的顯示解析度，使其成為將全息顯示器引入 XR 頭顯的潛在捷徑。全息顯示器在 XR 中特別受歡迎，因為它們可以顯示光場，更準確地表示我們在現實世界中看到的光。
Meta XR 和 AI 研發團隊 Reality Labs Research 花費了大量時間和精力探索全息技術在 XR 頭顯中的應用。
在使全息顯示器在 XR 頭顯中可行，需要克服眾多障礙，其中之一是光學展量問題：衡量光在全息系統中可以傳播範圍的指標。低光學擴展意味著低視場，在這種系統中增加光學擴展量的唯一方法是增加顯示器的尺寸或降低圖像質量，而這兩種方法都不適合在 XR 頭顯中使用。
來自普林斯頓大學 Reality Labs Research 和阿卜杜拉國王科技大學的研究人員在 Nature Communications 上發表了一篇新論文，題為「用於超廣角高保真全息顯示的神經展度擴展器」。
該論文介紹了一種將全息顯示器的光學擴展多達 64 倍的方法。研究人員表示，這樣做可以創建一條通往超寬視場全息顯示器的捷徑，該顯示器還可以實現每度 60 像素的視網膜解析度。
研究人員表示，仍然需要比目前更高解析度的空間光調製器（SLM），但該方法將必要的 SLM 解析度從數十億像素削減到數千萬像素。
研究人員表示，假設理論 SLM 的解析度為 7680×4320，對其光學擴展量擴展方法的模擬表明，在理想條件下，該方法可以實現水平視場角 126°、每度 60 像素的解析度（真正的「視網膜解析度」）。
目前還沒有這樣的 SLM，但要創建無需光學擴展的類似顯示器，將需要具有 61440 × 34560 解析度的 SLM，這遠遠超出了當前或不久的將來的製造能力。
光學擴展本身並不新鮮，但研究人員表示，現有方法以圖像質量為代價擴展光學，在視場和圖像質量之間建立了反比關係。
該論文聲稱：「用我們的方法製作的集光擴展全息圖是唯一同時展示超寬視場和高保真度的全息圖。」
研究人員將這種方法稱為「神經光學展量擴展」，與現有的不考慮所顯示內容的簡單方法相比，這是一種「聰明」的擴展方法。
該論文解釋說：「神經聚光擴展量擴展器是從自然圖像數據集中學習的，並與 SLM 的波前調製聯合優化。類似於淺層神經網路，這種新型光學元件使我們能夠根據自然圖像的顯示來定製波前調製元件，並最大限度地提高人眼可感知的顯示質量。」
「[…]神經聚光擴展量擴展器支持彩色全息圖的多波長照明。擴展器還支持 3D 彩色全息術和觀察者瞳孔運動。我們設想未來的全息顯示器可能會將所描述的光學設計方法納入其結構中，特別是對於 VR/AR 顯示器。」
雖然這項工作令人興奮，但研究人員認為，他們還有很多東西需要探索。
「將我們的工作擴展到利用其他類型的新興光學器件（如超表面）可能被證明是未來工作的一個有前途的方向，因為納米級超表面特徵可以大大擴大衍射角，並且可以使用超光學調製光的其他特性，例如偏振。」
