在科技日新月异的今天,AR技术正逐渐成为改变我们生活方式的新一代生产力工具。AR是Augmented Reality(增强现实)的简称,而AR眼镜就是可以让佩戴者在现实世界的基础上叠加虚拟景象,并通过传感和计算实现虚实融合与互动。
想象一下,有一天你能够像科幻片里的钢铁侠一样,戴上一副轻薄酷帅的眼镜,瞬间就能看到各种相关信息,而视线却丝毫不受阻挡。在西湖大学未来产业研究中心里,这些想象正在一步步成为现实。
今天上午,在浙江省科协大楼一楼的科学咖啡馆,西湖大学国强光学工程讲席教授、副校长以及慕德微纳(杭州)科技有限公司首席科学家仇旻,向公众展示了一副“神奇”的AR眼镜。
这是这副眼镜的第一次公开亮相,更是“极致轻薄无彩虹纹碳化硅AR衍射光波导”这项科技成果的全球首发。
第一个吃螃蟹的团队:用碳化硅来做镜片
活动一开始,主持人向大家抛出一个问题,“大家知道什么是碳化硅吗?”现场只有少数人点头回应。
碳化硅(SiC)其实是一种半导体材料,中国科协科普部发布的2023年度最具影响力“科学100词”里就有它。传统上,它作为工业原料应用于耐火材料、冶金原料等领域。而现在,仇旻教授团队提出用碳化硅来做AR眼镜的镜片,这是一个大胆而全新的想法。
微纳光学,是在微小尺度上对光学现象进行操控的一门新兴学科,它为AR镜片在内的光学器件和技术带来了新的技术方案。仇旻教授团队多年来一直深耕于微纳光学领域,为了满足行业需求并推动科研成果落地,成立了慕德微纳(杭州)科技有限公司,专注于AR衍射光波导、衍射光学元件、超构光学器件等产品的研发。团队实现了国内高端纳米压印模板从零到一的技术突破,填补了国内AR产业链的空白。
这一次,团队打破常规,将微纳光学技术实力与完美的材料性质相结合,打造了这款极致轻薄的碳化硅AR眼镜,并走出实验室,走向公众视野。
活动现场,慕德微纳(杭州)科技有限公司CEO杜凯凯向大家展示了这款“神奇”的眼镜。乍看之下,这副眼镜与普通眼镜并无二致。主持人现场佩戴后表示,“我感觉它甚至比我日常戴的普通眼镜都要轻薄得多。”
更轻薄、更清晰,这副眼镜让科幻变成现实
仇旻教授进一步介绍了这项源于西湖大学的最新科研成果。“手机已成为我们与信息世界交互的基本工具,但同时手机又将我们的双手束缚住了。如何来解决这个问题?答案就是能够交互的可穿戴设备。”
仇旻描述了一个生动的应用场景,“戴上AR眼镜,别人可能只看到你在坐着,实际上你已经在观看电影了”,“如果加上交互功能,当你看向周围的人时,他们的名字和信息就会出现在他们脑袋附近,让你从此告别脸盲。戴着这副眼镜,你可以认识每一个人,也可以认识每一株花草。”
试想一下,一副双目重量仅5.4克、厚度仅0.55毫米的AR眼镜镜片,它几乎和你平时戴的太阳镜一样轻便。不同于传统的多层高折射率玻璃镜片,得益于碳化硅材料的超高折射率,这项新技术只需单层波导即可完成全彩显示任务,这样不仅极大地减轻了镜片重量,团队还通过超薄封装工艺进一步压缩了体积,使得佩戴者几乎感受不到它的存在。
戴上这款AR眼镜后,你会发现自己仿佛置身于一个全新的世界,因为它们能够在现实环境的基础上叠加清晰广阔的虚拟画面,就好像从一个小窗户换到了一扇大门前一样。单层碳化硅波导理论上能够支持80度的全彩成像,远超传统高折射率玻璃所能提供的最大全彩色视场角40度。更大的视场角意味着更好的沉浸感和体验,无论是游戏中的奇幻场景还是工作中的数据可视化,都将带来前所未有的视觉盛宴。
此外,针对许多人担忧的彩虹纹现象,仇旻也向大家介绍了解决方案。彩虹纹其实是因为环境光穿过波导表面时会产生衍射效应,形成类似彩虹的效果。仇旻团队通过精准设计波导结构,彻底消除了这个问题,呈现给用户的是一个干净清晰的画面。同时,利用碳化硅材料本身良好的热传导性能,这款眼镜创新性地将镜片用于散热,大幅提升了散热效率,使得全彩全画幅显示不再是奢望。
同时,与以往需要多层波导才能达到全彩效果不同,这款碳化硅AR眼镜仅需一片波导就能呈现出丰富多彩的内容,并且创新性地摆脱了对盖板玻璃的需求。这大大简化了生产工艺流程,让更多人能够享受到这项前沿科技带来的便利。
随着越来越多类似的创新解决方案不断涌现,我们可以预见不久的将来,AR技术将真正融入日常生活,开启一个充满无限可能性的新时代。无论是在教育、医疗、娱乐还是工业领域,AR眼镜都将成为连接数字与现实世界的桥梁。
关于碳化硅AR眼镜你还想知道什么?
问:这次发布的碳化硅 AR眼镜,跟Apple Vision Pro有什么区别?
仇旻:Vision Pro是混合现实(MR)产品,结合了VR和AR,相对较为厚重。由于其依赖摄像头导入外部影像,可能会导致失真或眩晕。相比之下,AR眼镜基于透明镜片设计,主要展示真实世界,在必要时才添加虚拟元素,减少了眩晕感,并追求更轻盈舒适的佩戴体验。
问:近视的人可以佩戴AR眼镜吗?碳化硅镜片是否能兼容AR功能与近视矫正?
仇旻:可以通过多种方式实现近视矫正,如将镜片与近视镜片贴合,或是采用菲涅尔透镜等新技术。未来我们的最终目标是根据个人需求来定制化解决方案。
问:SiC(碳化硅)材料贵吗?使用这种材料的眼镜大家买得起吗?
杜凯凯:虽然目前碳化硅镜片的价格较高,比如我们做镜片用到的一片四寸片就要一两千块钱,六寸片就要三四千块钱。但随着技术成熟和大规模生产,预期未来它的价格将会显著下降。
仇旻:我举个例子,我们现在常常用LED灯,LED灯泡所使用的衬底是蓝宝石,蓝宝石原来是非常贵的,但是现在的价格也从原来的一片几千元变成了几十元。如果我们的碳化硅AR眼镜能够得到广泛的应用,年产达到几十万片、几百万片,我相信它的价格也会从两三千元减到两三百元,甚至有一天可能会到几十元。
橙柿互动·都市快报记者 翁丹妮
摄影 江玥
编辑 高欣奕
审核 罗祎 林琳
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