液晶显示器|Karl Guttag:Magic Leap 2应用到To B的可行性分析( 四 )



Magic Leap给出了一个可见性公式V , 然而Karl不能理解公式V , 不过从结果来看上图22恒定V=0.7或对比度7.667:1时等同 。 上图也展示了光机亮度和透过率的关系 , 分别对应图的横轴和纵轴 , 对角线则是一组设定在7.667:1的恒定条件下结果 。
假设 , 你在室外环境观看白色物体时虚拟图像亮度是800nit , 环境需要调暗1-1.2%或98.8% , 才能达到7.667:1的对比度;在阳光下绿色草坪为背景时 , 观察相同物体则需要调暗94%才能达到同样对比度 。 作为对比 , 常见的偏光太阳镜/墨镜只能阻挡75-80%的环境光 。
这个数据表明 , 在户外使用AR眼镜一直都是个挑战 。 需要更高亮度的光机 , 例如Lumus的4000nit光机 , 远超Magic Leap的设计 , 而最终可以通过更合理的调光进行显示 。 但是 , 如果光机亮度低于1000nit , 那么受因调光机制影响 , 在阴影或黑暗场景中看不到任何东西 。
4-6 , 还需要考虑综合光损
在专利US20210048676中的图7B , 展示了Magic Leap的基本光路结构 。

值得注意的是 , 即便是高透过率的偏振片 , 也会阻挡60%的非偏振光/随机光 , 也就意味着50%的偏振光、10%的其它光被吸收 。 即便光的偏振被控制的很好 , 偏振器仍然会阻挡约10%的光 。 光学延迟器可能也会损失1-2% , 而液晶层也会损失几个百分点 , 两组高透过率的电极也会分别损失3-5% , 然后是调光像素晶体管、遮光材料等也会带来5-10%的光损失 。
意味着 , 颜色光波导的三层结构会带来30-40%的光损 , 如果你加上外部保护罩 , 虽然看会提升视觉观看 , 看上去更清晰 , 但同样也有2-5%的光损 。

所有的光损都是以乘法累计 , 而这也表面综合透过率很容易低于10% , 也就是具有90%以上的光损 。 作为对比 , Magic Leap 1代的综合光学效率只有15% , 也让它成为所有OST透视AR眼镜中透过率表现最差的机型之一 。
4-7 , 调光和外部视线对齐
上述讨论的前提是 , 调光像素和眼镜晶状体、视网膜在同一水平线 , 然而在实际佩戴中却难以达到 。 因此另一个潜在问题是 , 如何保证让调光的像素与现实环境或物体的光线对齐 。 相比来看 , 调光像素层到眼睛距离也就20mm , 但是距离现实环境物体往往有几米甚至更远 。

第一个问题是眼球运动带来的视差 , 如上图标注了红、绿、黑色 , 虚线为眼球位置 , 这时需要根据眼球运动将调光像素切换到对应的中间位置 。
在Magic Leap专利更多在讨论眼球渲染的情况 , 图像会聚焦在视网膜不同位置 。 但好在 , 上文提到了调光本身会带来模糊情况 , 并不需要精确控制 。
同时Magic Leap也花费大量精力来控制表示 , 眼球旋转是如何有效的根据照明情况来变化:视锥细胞在高光下对光更敏感 , 而视杆细胞在低光下对光更敏感 , 因为探测到的环境光减少 , 凝视矢量的原点可以从与高密度视锥细胞相对应的视网膜层的中心位置向外调整到与高密度视杆细胞相对应的环上的一个或多个点 。

根据图11来看 , 高光下室外5000nit环境 , 图12是在弱光下只有100nit亮度 。
在Karl看来 , 这些论述没有技术层面的意义 。 因为 , 感光视觉是支持高视力和色觉的视锥细胞只有5-10nit , 而不是100nit 。 例如 , 室内很多的显示器只有100-200nit亮度;其次 , 调光本身是宽泛的 , 使用视锥细胞或视杆细胞谈精度没有必要 。
除了调整旋转中心外(如图14和15) , 这份专利还提到了调光模式的变化 , 但这并没有实质价值 。
4-8 , 衍射问题
通常 , 穿过一个小孔的光线会发生衍射 , 在专利US20210003872中 , Magic Leap也提到了解决衍射问题 。 图7A-C显示了无光栅、方形光栅和弯曲光栅对光的影响 。 这份专利重点提及 , 曲线光栅带来的衍射并不明显 。