斯坦福计算成像实验室的工程师开发了一款轻量级 AR 眼镜原型，为未来的全息 AR 眼镜打开了大门，这种眼镜比目前的头戴式耳机轻得多。这项创新的关键是人工智能驱动的显示器，它通过薄光波导内的两个超表面投射 3D 图像，而无需使用笨重的镜头。

　　传统的 AR/VR/XR 头戴设备通常使用聚焦镜片将微型 LED 或 OLED 显示屏图像投射到佩戴者的眼睛中。遗憾的是，镜片所需的深度会导致设计笨重，例如Google Cardboard设备中的智能手机或重量超过 21 盎司(600 克)的Apple Vision Pro头戴设备。

　　更薄的设计有时会使用光波导(可以将其想象成潜望镜)将显示屏和镜头从眼睛前方移到头部侧面，但会将用户限制在 2D 图像和文本上。斯坦福工程师将 AI 技术与超表面波导相结合，以减轻 AR 耳机的重量和体积，同时投射 3D 全息图像。

　　第一项创新是取消了笨重的聚焦透镜。相反，波导中蚀刻的超精细超表面通过弯曲和对齐光线来“编码”然后“解码”投影图像。粗略地说，可以将其想象为按照既定的节奏在游泳池的一端泼水，当波浪到达另一端时，您可以读取波浪以重现原始节奏。斯坦福眼镜在显示器前面使用一个超表面，在眼睛前面使用另一个超表面。

　　第二个是波导传播模型，用于模拟光如何通过波导反射以精确创建全息图像。3D 全息图在很大程度上取决于光传输的准确性，波导表面的纳米级变化也会极大地改变所见的全息图像。在这里，使用改进的UNet 架构的深度学习卷积神经网络在通过波导发送的红光、绿光和蓝光上进行训练，以补偿系统中的光学像差。粗略地讲，可以将其想象成向靶心射出一支箭，但它只偏向了右边一点点——现在你知道可以通过瞄准左边一点点来补偿。

　　第三是使用 AI 神经网络创建全息图像。使用 48 GB Nvidia RTX A6000训练 AI，使其适应Holoeye Leto-3纯相位 SLM 显示模块投射的各种相位图案。随着时间的推移，AI 学会了哪些图案可以在四个距离(1 米、1.5 米、3 米和无穷远)创建特定图像。

　　总的来说，支持这款耳机的 AI 模型输出的 3D 图像比其他产品好得多。尽管斯坦福 AR 眼镜还只是原型，但读者今天仍可以通过亚马逊上的这款轻量级耳机享受增强现实世界。

关键词：AR眼镜

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