元宇宙,才是透明显示的归属?
书接上回,我们聊过两种实现透明显示的技术,分别从我们如今非常熟悉的 LCD 和 OLED 面板出发,演化出来的透明显示面板,但它们一般只是服务于手机到电视尺寸的显示设备。
但如果将透明屏幕进一步缩小,放到我们的眼前,将投射的内容范围增大,借小型化透明屏幕的形态,以 AR 的形式,将虚拟的内容与真实世界互动,想必能获得比透明手机、电视更实用、有趣的体验。
可这些小型化、高精度的透明显示屏技术上是如何实现的?
简单归纳起来,在小型设备上实现透明显示的思路有两种,一种是通过投影的方式,将画面投影到透明镜片上;二是像之前聊到的透明 LCD、OLED 面板一样,直接在透明镜片上显像。

要在如此小型的设备上实现直接显像,首先排除的是无自发光的透明 LCD 面板,原因除了电路精细化程度还有提升空间外,需要外界光源是它的最大弊端;而小型、高像素密度的透明 OLED 面板成本甚高,更要命的是虚拟内容与现实的视距较大。
所以市面上 AR、MR 相关的小型透明显示屏幕更多选择从「投影」方向去研发。
提到「投影」方向,或许你会想到战斗机、汽车上的 HUD 抬头显示(Head Up Display)—— 被认为是「失败产品」的 Google Glass,其显示的原理也与之类似。

首先 Google Glass 的结构其实并不复杂,看得见的显示部分有一个棱镜(Prism),看不见的内部其实还有一个微型投影模块(Projector),将画面直接投射到棱镜上,再反射到眼睛内,用户就得到了虚实结合的效果 —— 因为是直接投影到眼睛上,而并不是直接在棱镜上显像的,因此画面需要一定角度才可见。

Google Glass 所谓的投影模块,其实是一块 OLED,选用 OLED 作投影显示模块其实并不难理解,自发光、高对比度便于投影显示,结构简单便于小型化。
被视为划时代 MR(混合现实)产品的微软 Hololens(初代),它的显像方式要比 Google Glass 的更复杂些,用到一个 DLP 投影模块(芯片),再加一组镜片组组成。

所谓的 DLP 投影芯片,其实就是如今市面上最常接触到的投影仪所采用的技术之一,不同的是 Hololens 并非直接用普通反射式投影,用的是衍射来成像的。

DLP 芯片内部有一个(或多个)DMD 芯片,作为成像器件,DMD 芯片表面其实有非常多细小整齐排列的可动微镜结构,简单来说,光源先进行均匀化并通过 RGB 三原色色轮,将光分成红绿蓝三色,打在 DMD 芯片上,因为 DLP 有计算模块能精准控制 DMD 芯片上的细小微镜片结构的动作,让光线形成一定角度投射出去,其高速的变化「骗」过了有视觉暂留效应的肉眼,进而形成了完整的画面。
而第二代 Hololens 据说采用了新的 LBS 与 MEMS 光学方案。

相比起来,Google Glass 只是一个在你面前的显示屏,视野在较近处,需要眼睛变焦才能看得清屏幕上的信息;作为 MR 设备,Hololens 通过光路的设置,将画面的成像放在无穷远处,方便虚拟画面与现实之间结合。

而前段时间 OPPO 发布了它的概念新产品 Air Glass,不过实际运用范围还是与 Google Glass 类似,同样也是衍射成像,同样有微型投影模块(但并非 OLED 而是 Micro-LED),不同的是 OPPO Air Glass 并不是用普通的棱镜来实现折射,而是将画面投到镜片一道道光栅上,再反射到眼睛内,相比起 Google Glass,OPPO 的画面更亮,且光栅镜片更薄,但 OPPO 目前暂时也只能做到单色(绿色)显示。
而这还只是个开始,这几年里不断有传闻称苹果不久后将会推出新的 AR 眼镜产品,它又会以何种形式呈现,又将会带来哪些新的透明显示技术呢?我们拭目以待。