未來 MR 數位影像與真實場景將無法區分！3D 全像投影將實現 MR 的「眼鏡化」
去年，史丹佛大學電機工程實驗室推出了可在輕薄裝置中實現高畫質影像的全像投影光波導技術（holographic waveguide），完成了其所謂科學三部曲的第一部曲。如今研究人員在第二部曲中，成功運用 AI 優化的 3D 全像技術，推出外型有如眼鏡般輕巧的 3D 頭戴式裝置原型機。
全像技術（holography）是一種榮獲諾貝爾獎的 3D 顯示方法，它不僅能像傳統照片般地捕捉物體反射光的強度，還納入了光的相位（即光波同步的方式），進而產生極為逼真的 3D 影像。
史丹佛大學電機工程教授 Gordon Wetzstein 在《自然光電》（Nature Photonics）期刊中發表論文介紹最新研發的全像投影顯示器，該原型機便運用了全像技術將栩栩如生的 3D 動態影像投射到配戴者的真實世界視野中。不僅如此，該裝置從透鏡到螢幕的厚度只有 3 公釐，凸顯出全像技術具備其他顯示技術無法實現的真實感與沈浸感能力，而且體積遠小於當今市面上的任何同類產品。
輕量化、沉浸式、感知逼真之「眼鏡」式 MR 裝置時代來臨
此原型機一出，代表了全像技術勢將推動輕量化、沉浸式、感知逼真之「眼鏡」式 MR 混合實境裝置的新時代。換言之，當前外型笨重的「頭戴式」MR，將在全像技術的加持下，全面朝「眼鏡化」邁進。Wetzstein 更大膽預言，未來大多數 MR 顯示器都將採用全像投影，並徹底改變教育、娛樂、虛擬旅遊、通訊等領域的 MR 應用。
眾所周知所謂「圖靈測試」是指，當一個人無法判斷自己是在和人還是和機器對話時，該機器才可被認為真正「具備智慧」。由此衍生，通過「視覺圖靈測試」的關鍵就是，人們無法分辨透過眼鏡所看到的，到底是真實的物體，還是數位影像。
參與「第二部曲」的研究人員認為，新全像投影顯示器的推出是通過「視覺圖靈測試」（Visual Turing Test）的重要一步，也就是說，3D 全像顯示技術無疑會是將全像投影影像與真實世界畫面無縫融合的關鍵。Wetzstein 預測，未來某一天，數位影像與真實場景將無法區分。
整合客製化的光波導與 AI 校準，打造結合大視野與大動眼範圍顯示器
根據前述期刊論文指出，這款3D全像MR眼鏡整合了一個客製化的光波導（waveguide），能將影像導向使用者的眼睛，並藉由一種新 AI 校準方法來優化全像投影影像的品質與立體感，最終打造出一個同時具備大視野與大「動眼範圍」（eyebox）的顯示器，更為使用者營造出能填滿使用者整個視野的超清晰、超沉浸 3D 影像體驗。
當前 MR 裝置面臨三大挑戰：適合全天候穿戴的輕量化、影像真實感，以及畫面沉浸度。對此，這款 3D 全像 MR 眼鏡分別透過可以連續配戴數小時的輕薄設計、AI 優化，以及出色的動眼範圍與寬廣的視野來克服。Wetzstein 針對最後一點補充道，「眼睛可以在影像中自由移動，而不會失焦或降低影像品質」，這正是新系統能帶來真實感與沉浸感的關鍵所在。
儘管第三部曲還要好幾年才有可能實現，但史坦佛研究人員正朝向能徹底改變人們對MR/xR想像的商品化進程邁進。
（首圖來源：Nature Photonics）