显示专家Karl PPT分享：OST MR 和 VST MR的优缺点

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光学MR与视频透视MR

（映维网Nweon 2023年06月05日）近眼显示技术专家卡尔·古塔格（Karl Guttag）日前参加了AWE 2023，并在25分钟的主题演讲中讨论了光学MR与视频透视MR。现在，古塔格分享了自己的PPT演示文稿。

另外，有关MR挑战的问题可以阅读映维网早前分享的《深入AR系统构建，为啥AR显示技术发展这么慢、这么难》。

为何光学MR这样难

光学MR非常难以实现，而且成本高昂。古塔格指出，挑战主要有6点：

• 可见光的波长是固定的：典型的MR显示像素线性比VR小10倍；而且衍射变得越来越重要

• 阻挡入射光的方法粗糙且不准确

• 显示器不能设置在“正确的位置”（与VR不同）

• 大视场需要大的最终光学元件

• 所有一切都必须小、轻、低功耗

• 若要将现实世界感知图像和虚拟内容图像“结合”在一起，这对两者都会造成损害。

例如，如果要实现50度视场，SLAM和手部追踪，则设备难以做到眼镜形态。但要做到眼镜形态，视场目前只能做到30度，而且头显前端会非常重，续航和功能有限，并且散热会是一个问题。尤其是散热，古塔格表示：“业余人士担心续航，专业人士担心散热。”

另外，如果适眼距要小于23mm，则无法支持一般眼镜。如果选择头盔或护目镜形态，则社会接纳度等方面又会存在问题。

值得一提的是，光学MR的户外用例要求大于2000尼特的亮度。

透视MR的优缺点

在谈到透视MR时，古塔格列出了这种实现形式的优缺点。

优点：

• 更好的虚拟图像质量（对比度/黑色）

• 硬边缘（像素级）遮挡变成一个小问题。作为对比，光学MR基本不可能做到这一点，而且软边缘遮挡会非常软。另外，透视MR不需要与不与环境光竞争（节能）。

• 更简单、更便宜的光学器件

缺点：

• 现实世界的固定焦点

• 动态范围比现实世界小几个数量级

• 低于现实世界的分辨率

• 运动到光子延迟

• 摄像头与眼睛的对齐不完美

• 更薄的光学器件只是有助于解决问题，但不能完全解决问题

• 非显示视觉遮挡

• 影响面对面社交

• 巨大的潜在安全问题

光学MR和透视MR需要解决不同的问题

光学MR和透视MR是实现混合现实的两种不同实现，它们需要解决不同的问题。不过，古塔格表示现在光学MR和透视MR越来越接近，比如说Quest Pro和HoloLens 2。

光学MR（眼镜形态）：

• 现实世界同时具有无限聚焦距离

• 对真实世界和现实高度透明，并且真实世界“正常工作”

• 周边视觉非常重要（安全）

• 室外用例的亮度>2000尼特

• 完全硬边遮挡不可能，因为无法聚焦入射光

• 软边遮挡影响数千像素

• 眼睛视力矫令问题变得复杂，因为需要处理实视图和虚拟视图

• 宽视场非常困难，需要妥协

• 需要非常小的像素(通常>3微米)

• IPD支持

透传MR：

• VR通常只有一个焦点（但眼动追踪和可变焦点可以帮助缓解问题）

• 总是遮挡大部分周边视觉

• 用户必须在一个“安全”的位置（太危险），所以不太可能在工厂使用，而且室外使用不太可能

• 依然必须处理摄像头到眼睛的视差

以上只是光学MR vs 透视MR的部分整理，他同时介绍了上述问题的细分，包括Meta Quest和HoloLens 2的热管理对比，Pancake光学元件，透视MR的视觉校正等等。完整PPT请访问这个页面。另外，预计官方会在未来一周放出古塔格在AWE 2023的演讲视频。

值得一提的是，有关MR挑战的问题可以阅读映维网早前分享的《深入AR系统构建，为啥AR显示技术发展这么慢、这么难》。