在4月26日举行的2017 CITE 全球VR/AR开发者应用分享峰会上，深圳纳德光学有限公司CEO彭华军为大家带来了主题为《AR/VR眼镜中显示与光学》的演讲。在演讲中，彭华军简单而生动的为大家揭示了AR/VR显示屏技术和光学系统的概念。 彭华军2005年毕业于香港科技大学显示技术研究中心（CDR），师从国际信息显示学会副主席郭海成教授，在读期间从事硅基液晶器件、AMOLED材料与器件、TFT器件、显示光学等研发工作，涵盖电视图像色彩管理、AMOLED生产制造、微显示芯片设计与制造、投影与近眼显示光学等。 光学在头戴式显示器中是非常重要的，不管是AR还是VR。其实AR和VR并不是一个很新鲜的事物，从技术来看的话已经有一百多年的历史。它们真正形成一种产品是在上世纪60年代，由美国的NASA开发。 早期这些技术应用在飞行员训练上，到了2010年之后才逐渐走向民用化。包括2013年的谷歌眼镜，到2014年的Oculus，都掀起了整个AR、VR的浪潮。它的原理比较简单，就是光学的仪器和显示器结合，让用户感受到沉浸感。原理很简单，但涉及到的工程还是蛮多的，涉及到的产业链和传统的也有区别。它里面技术的综合性很强。 从显示系统来看，第一个就是像源，第二个就是光学，第三个是我们的感知。接下来重点给大家介绍一下像源技术和光学技术。 像源系统中第一个就是手机。手机屏幕运用比较多的是LCD屏，高科技产品用的比较多的是LTPS（Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅）技术设计，可以做的比较精细，有几百个ppi（Pixels Per Inch，像素的密度）。 这类型屏通常是大于3寸的，一般在5寸-6寸之间。还有一种是微显示屏，比如投影机里面就运用到很多微显示屏。它里面有很小的屏幕，通过光学来放大图像。在做眼镜的时候也可以用到这种微显示屏。微显示屏的ppi会更多一点。 这两种屏幕都会用在VR眼镜里面，可以形成超过100度的视场角，很有沉浸感。但是超大的视场角会带来一些问题，比如彩虹效应，还有像素点特别明显。 在AR/VR眼镜中我们也会谈一些参数。在手机中是ppi，在眼镜中是PPD（ Pixel Per Degree，每度像素数）。这个数值越大就说明对细节的显示越精细。 目前的HTC Vive、Oculus和PSVR的PPD都不大，只有十几左右。但是我们人眼的PPD达到了50。因此目前手机屏幕要去除颗粒感还是比较难的，因为人眼对PPD的感知是它们屏幕的几倍。只有将手机屏幕的PPD提高2-3倍才会达到比较好的效果。 以下这张AR/VR眼镜的示意图，横坐标是FOV，纵坐标是PPD。AR眼镜不出意外都采用了微显示屏，而右下角的VR眼镜都用了手机显示屏。我们人眼对图像的精细度会更敏感一些，如果为了大FOV而牺牲了精细度可能会得不偿失。 微显示技术LCoS（Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶）最早的应用是在微投影，技术可以在芯片上集成超高精细度的像素点，精细度可达6000dpi。这个领域的主要研究企业Kopin和京东方成立了合资公司，专门为AR/VR设备开发OLED显示屏。 LCoS、OLED和LCD这几个技术的优势各有不同。LCoS亮度很高，因此HoloLens就采用了这种技术。还有谷歌眼镜也用了LCoS，在户外会看的比较清楚，因为用户既需要看清图像也需要看清真实的背景中的物体。OLED在光学性能上比较强，对比度非常好，因此图像很漂亮，但是亮度不高，因此做AR眼镜局限比较大。 有没有可能出现各项指标都满分的技术？未来还是有可能的，要看微显示技术如何更好的迭代。 接下来我们来看光学。人眼无法区分一个智能眼镜产品到底是光学不好还是显示屏不好。但是视场角是光学决定的；显示屏离人眼的远近也是光学设计决定的。还有视距，显示屏会不会稍微偏一点就看不清了，还是说偏个几毫米也能看的清楚，这些都是由光学决定的。 以下这个FOV与显示屏尺寸、光学系统尺寸的关系公式是眼镜行业中最最基本和重要的公式。 它的左边是FOV，FOV越大带来的沉浸感就越好。公式右边，D是显示屏的尺寸，D越大'对应的FOV也就越大。还有一个分母对应的是光学系统，光学系统越小则系统焦距越短，可以增大FOV，但相应眼镜物理体积也会增大，制造难度加大。 而且光学系统的F number（光圈值）不像摩尔定律，隔几年会有一个增长。这个数字非常的难提升。现在的F number到2已经非常难了，到1.5则是极其痛苦的。这个数值直接限制了整个眼镜的物理形态的提升。 我们在评价眼镜时一般会参考这三个参数。第一个就是视场角。 第二个是眼距，也就是这个眼镜离我的眼睛是远还是近，如果太近就会碰到睫毛从而导致不舒适。合适的眼距应当大于12mm。如果在设计产品时不考虑这些参数，那么出来的成品一定会有很多瑕疵。 第三个是眼动范围，这个是光学系统中最重要的参数，因为它是跟我们人眼相关的参数。我们的瞳孔平均直径为4毫米左右，光亮的环境中会缩小，昏暗时会放大。那么这就对出瞳的设计要求很精细。哪怕只是一毫米的偏差都会影响到整个光学系统的体验。 目前在光学系统设计上通用的几种技术有传统共轴目镜，还有现在比较流行的光波导技术。 关注微信公众号：VR陀螺（vrtuoluo）,定时推送，VR/AR行业干货分享、爆料揭秘、互动精彩多。