AR眼镜的工作原理
第一篇章 AR眼镜整体概括
AR眼镜，想必大家都有所耳闻，这些仿佛来自未来的景象，是如何通过一副小小的眼镜实现的？数字世界是如何‘叠加’到我们眼前的真实世界的？今天，我们将揭开AR眼镜的神秘面纱！
在了解AR眼镜之前，我们需要先知道什么是“增强现实”。
增强现实：真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。
简单而言，在我们带上AR眼镜之后，不仅能看到虚拟物体，也能看到生存的真实环境。
AR眼镜构造如下：
现在我们对它逐一进行解说：
摄像头（感知世界：眼镜的“眼睛和耳朵”）：AR眼镜上一般会存在多个摄像头，并且每个摄像头之间的分工是不一样的，主要功能有三方面，一是用于提供基于视觉的跟踪定位（SLAM）的图像采集，二是进行交互手势识别，三是日常的拍照和录像；
CPU处理中心（构建数字世界，眼镜的“大脑”）：作为AR眼镜的大脑所处理的图像和数据分为以下几个方面：
（1）AI：从AR的输入、虚实融合和输出，整个一条链都需要AI的支持。
（2）云计算和大数据：由于AR结合的是现实，所以它的计算量和数据量会呈现指数级上升，它的发展也离不开云计算和大数据的支持。
（3）计算机视觉：比之于PC和手机，AR的本质是信息呈现方式的升级，由二维升级到三维。不管是AR的输入，还是输出，都离不开计算机视觉。
（4）核心的交互技术：包括手势交互、语音交互、眼球追踪等。目前来看，裸手交互有望成为AR的核心交互方式之一。典型公司：leap motion、科大讯飞等。
（5）操作系统：AR要成为下一代计算平台，就必须有自己的操作系统，就像windows之于PC，ios/安卓之于手机一样。操作系统的好处就在于给产业上下游一个行业标准，利于行业发展。典型公司：微软、谷歌。
光学模组（叠加魔法：显示系统）：既要看到类似VR眼镜的虚像，又不能影响外界环境光。
第二篇章 光学模组
方案一
将光路进行组合，微显示器的走一条光路，同时加一个补偿元件抵消对外界光的影响。
可以引入3D动画：微型显示器发出的光 -> 射向一个45度角放置的分光棱镜/反射镜 -> 光线被反射向上 -> 射向一个半透半反的曲面镜（组合器）-> 曲面镜将光线反射进入人眼瞳孔。同时，真实世界的光线也穿透这个曲面镜进入人眼。
方案一优缺点：
优点：使用传统几何光学元件，从设计到加工，整体都很成熟。
缺点：光路都堆在了纵向（正对着眼睛方向），镜片会很厚。同时传统光路的体积和空间遵循几何关系，从理论上很难进一步压缩厚度。
方案二
光波导，光导的本质，就是通过全反射（类似光纤传输）将图像传输到人眼，实现了纵向光路的压缩。所以，波导结构，是最薄最紧凑，与普通镜片最接近的架构。
光导方案，最重要的事情，就是光在全反射的同时，不断的进行分光复制，专业词汇叫扩瞳。
扩瞳的方式有两种，一种是通过阵列反射膜层，叫反射阵列光导。另外一种是通过表面浮雕光栅（或者全息膜光栅），叫衍射光导（全息光导）。
（1）反射阵列光导
工作原理很简单，就相当于放了一排半透明半反射的镜片，将他们粘合在一起。
光机进来的光，假设起始100份的能量，经过第一片反射镜，有20份的进入到人眼，剩下的继续传输到下一片，再反射20份到人眼，以此类推。从而实现均匀的扩瞳。
优点：基于几何光学，反射成像效果好。
缺点：玻璃冷加工工艺，还有镜片之间的粘接，良率低，成本较高。
（2）衍射光栅光导：通过光栅来进行分光复制。
可以引入3D动画：微型显示器发出的光 -> 射入镜片边缘的一个“入耦光栅” -> 光被导入薄薄的玻璃/塑料镜片内部 -> 光在镜片内部通过全反射“传导” -> 到达镜片中央区域前的“出耦光栅” -> 光被导出镜片，射入人眼瞳孔。
该方案对于反射阵列波导而言，整体成像效果较差。但具有更大的设计自由度，有助于眼镜个性化，且质地轻薄，更贴合人体设计与使用。
衍射光栅光导可借助微电子芯片加工平台，并不断地迭代优化，发展空间大。且半导体工艺，是比阵列波导这种玻璃冷加工（切割、研磨、抛光、粘接等工艺步骤）更加高效稳定的方式。
衍射光导可以使用多种光栅，比如二元光栅，闪耀光栅，倾斜光栅，超材料光栅等。
我司目前可加工的项目有二元光栅、闪耀光栅、斜齿光栅、超材料光栅等。
可以将AR眼镜做成一个合集，以上为第一个视频内容，第二个内容为二元光栅，细说加工流程和异常点及解决方式，第三个内容为闪耀光栅,以此类推。
