AR／VR的未來　超表面顯示技術看得更清楚、更舒服

編譯／高晟鈞

虛擬實境（VR）和擴增實境（AR）正在徹底改變我們的生活。而近眼顯示器（Near-Eye Display, NED）不論是在VR或AR中都扮演著關鍵角色，很大程度地決定了用戶體驗的好壞。

隨著Hololens、Meta Quest和Apple Vision Pro等創新近眼耳機的開發，不只帶給了用戶前所未有的良好體驗，也突破了人類想像力的界線。然而，在VR與AR普及於日常生活前，仍需要克服一些挑戰。

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VR與AR的難題

對於VR顯示器來說，提供大範圍視野、高解析度的虛擬影像和增強虛擬環境的真實感與沉浸式體驗至關重要。然而無可避免地，這總伴隨著顯示器體積與重量的增加。另一方面，對於AR顯示器來說，為了長期觀看和使用，同樣需要在大範圍視野、現實場景與虛擬影響的良好對比，以及顯示器的重量與體積大小間取得良好的平衡。

此外，由於採用了立體3D顯示技術，這些近眼耳機的景深與體感可能會有所落差，導致無法呈現最「真實」的3D效果。更甚至，這種落差有可能會導致視覺疲勞和噁心，從而損害VR與AR的視覺體驗。

超穎介面（Metasurface）

超穎介面（或稱超表面）是由亞波長天線組成的超薄平面元件，擁有良好的光振幅、相位、和偏振態的調控能力。而超表面的多功能性，有望解決3D近眼顯示器所帶來的視覺疲勞，並提供更自然的3D視覺體驗。

在發表於<<光電科學>>雜誌中的研究展現了這一成果。作者開發了一種基於Maxwellian-viewing的顯示技術（又被稱為視網膜投影技術）的近眼顯示系統，透過將超表面目鏡與3D電腦全像技術結合，直接對視網膜進行成像。

該裝置的作用原理，簡單來說，就是當雷射光照到超表面時，會產生全息投影，並直接投影到視網膜。這麼做的好處，是可以避免晶狀體來調節焦點，因此可以很好地避免景深與體感的落差與3D視覺疲勞。另一方面，超表面全像圖也可以縮短光的路徑，從而創造更輕、更小的穿戴裝置。

超表面結構展現了其在VR與AR領域的價值，或許在不久的未來，我們將確切感受到VR與AR為生活帶來的巨大改變。

資料來源:OEJORUNAL

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