在許多情況下
，對近眼顯示解決方案的技術優化不隻是一個“有了更好”的問題，而是能夠決定其可用性的重要問題。設想一位外科醫生或內科急救專家在治病時佩戴了近眼顯示器作為輔助工具。在這種環境中，一個清晰、不突兀的視覺體驗至關重要。或者，想象視頻遊戲播放機

，要想提供無縫、實時的體驗，就要求顯示延遲非常低。在這兩種情況中，逼真的視覺體驗取決於最大程度地降低顯示圖像的等待時間（延遲）

，最大程度地提高光學對比度和增加被顯示信息的視角（FOV）。

 

首(shou)先(xian)考(kao)慮(lv)係(xi)統(tong)延(yan)遲(chi)，許(xu)多(duo)係(xi)統(tong)層(ceng)麵(mian)的(de)元(yuan)件(jian)都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)延(yan)遲(chi)，整(zheng)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)就(jiu)是(shi)用(yong)戶(hu)所(suo)體(ti)驗(yan)到(dao)的(de)延(yan)遲(chi)。為(wei)此(ci)
，我(wo)們(men)著(zhe)眼(yan)於(yu)與(yu)顯(xian)示(shi)引(yin)擎(qing)相(xiang)關(guan)的(de)部(bu)分(fen)，並(bing)可(ke)將(jiang)其(qi)劃(hua)分(fen)為(wei)以(yi)下(xia)兩(liang)部(bu)分(fen)：第一部分稱為“像素數據更新時間”
，是顯示設備將新數據值“載入”顯示像素所用時間。對於許多顯示引擎結構
，這是一個或多個幀像周期，從輸入至引擎開始測量。假如延遲一幀，對於60Hz源就是約16.67毫hao秒miao，這zhe對dui許xu多duo現xian代dai顯xian示shi技ji術shu是shi稀xi鬆song平ping常chang的de事shi，其qi包bao含han了le一yi個ge便bian於yu圖tu像xiang處chu理li的de幀zhen內nei存cun。對dui於yu有you些xie顯xian示shi引yin擎qing
，像xiang素su數shu據ju更geng新xin時shi間jian可ke能neng是shi兩liang個ge或huo更geng多duo幀zhen。顯xian示shi延yan遲chi的de第di二er部bu分fen是shi“像素切換時間”，這是一個像素從電流態（開或關）切qie換huan為wei反fan態tai所suo用yong時shi間jian。當dang像xiang素su充chong分fen沉chen澱dian，人ren類lei觀guan察cha者zhe可ke清qing楚chu察cha覺jiao新xin數shu據ju的de時shi候hou
，像xiang素su切qie換huan時shi間jian結jie束shu。像xiang素su數shu據ju更geng新xin時shi間jian和he像xiang素su切qie換huan時shi間jian是shi人ren類lei觀guan察cha者zhe察cha覺jiao的de顯xian示shi總zong延yan遲chi時shi間jian。16.67毫秒的延遲時間通常被視為很好的表現，有些顯示情況會達到60毫秒或更高。

 

 

除chu了le提ti供gong低di延yan遲chi的de實shi時shi體ti驗yan外wai，理li想xiang的de近jin眼yan顯xian示shi解jie決jue方fang案an應ying提ti供gong透tou明ming的de內nei容rong
，具ju有you高gao清qing晰xi度du，不bu阻zu礙ai終zhong端duan用yong戶hu的de真zhen實shi世shi界jie觀guan感gan。例li如ru，如ru果guo要yao顯xian示shi的de數shu據ju隻zhi采cai用yong20%的顯示設備像素陣列
，那麼，其餘80%對用戶就實際不可見，進而將數字內容與真實世界融合在一起。重要的是，在透視型近眼顯示光學係統中，圖像不顯示在半透明表麵（即眼鏡片上）。由you於yu該gai表biao麵mian按an定ding義yi非fei常chang接jie近jin使shi用yong者zhe的de眼yan睛jing，在zai半ban透tou明ming表biao麵mian上shang的de顯xian示shi就jiu是shi無wu效xiao的de

，人ren眼yan無wu法fa舒shu適shi地di聚ju焦jiao於yu如ru此ci近jin的de事shi物wu。光guang學xue係xi統tong沒mei有you在zai一yi個ge表biao麵mian上shang創chuang建jian圖tu像xiang，而er是shi形xing成cheng了le光guang瞳tong
，人ren眼yan在zai光guang學xue鏈lian路lu中zhong充chong當dang最zui後hou的de元yuan件jian-從而將最終圖像創建於眼球的視網膜上。

照明係統—DLP數字微鏡設備（DMD）—光學係統—人眼

 

普通透視型NED光學係統包括一個波導光學元件

，收集輸入的光

，傳遞給人眼。這種安排不僅形成必要的光瞳，還可以定位微顯示、光(guang)學(xue)和(he)照(zhao)明(ming)
，不(bu)妨(fang)礙(ai)使(shi)用(yong)者(zhe)的(de)視(shi)域(yu)。既(ji)然(ran)我(wo)們(men)理(li)解(jie)了(le)光(guang)學(xue)係(xi)統(tong)，那(na)麼(me)，我(wo)們(men)如(ru)何(he)確(que)保(bao)被(bei)顯(xian)示(shi)的(de)圖(tu)像(xiang)的(de)透(tou)明(ming)區(qu)域(yu)不(bu)妨(fang)礙(ai)使(shi)用(yong)者(zhe)的(de)視(shi)域(yu)呢(ne)？實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)目(mu)的(de)的(de)最(zui)佳(jia)途(tu)徑(jing)是(shi)，最(zui)大(da)程(cheng)度(du)地(di)增(zeng)大(da)光(guang)學(xue)係(xi)統(tong)的(de)對(dui)比(bi)度(du)。下(xia)麵(mian)這(zhe)張(zhang)圖(tu)片(pian)說(shuo)明(ming)了(le)對(dui)比(bi)度(du)所(suo)能(neng)帶(dai)來(lai)的(de)顯(xian)示(shi)衝(chong)擊(ji)力(li)，這(zhe)是(shi)近(jin)眼(yan)顯(xian)示(shi)器(qi)使(shi)用(yong)者(zhe)所(suo)看(kan)到(dao)的(de)。

 

近眼顯示設計中的許多要素都能影響對比度
，主要包括光學設計的光圈數（f值）和是否具備先進的圖像處理算法。對於一些微顯示設備，填充係數也會影響對比度
，但通常影響程度要低一些。光學設計的f值說明透鏡焦距與入射通孔的直徑的比。更高的f值能得到更高的對比度-並降低光學複雜度和縮小尺寸。雖然高f值能帶來更高的對比度，它也必須與要求的視角進行平衡-因為更高的f值不僅增加對比度，同時也降低了視角。

 

通過對RGB背光源（即LED亮度）的智能管理，結合各圖像幀獲得的數字增益

，先進圖像處理技術也可以改善對比度。例如
，德州儀器DLP產品公司的TRP芯片具備IntelliBright™算法，其中包括被稱之為內容適配性照度控製（CAIC）功能。根據圖象內容和環境照明條件
，該算法可以智能地調節圖像的亮度。這不僅產生最佳圖象亮度和對比度，還使係統電力消耗最優；這是近眼顯示技術的另一個重要優勢。

數字微鏡設備（DMD）微鏡陣列前像素新TRP

 

 

人眼具有差不多180度的水平視角。增強現實頭戴設備通常具有20-60(＄1.3500)度du的de視shi角jiao，這zhe足zu以yi產chan生sheng自zi然ran的de觀guan看kan體ti驗yan。與yu之zhi對dui比bi的de是shi，典dian型xing的de穿chuan透tou式shi智zhi能neng眼yan睛jing解jie決jue方fang案an的de視shi角jiao很hen小xiao，使shi得de使shi用yong者zhe必bi須xu周zhou期qi性xing不bu自zi然ran地di去qu關guan注zhu它ta。大da多duo數shu透tou視shi型xing近jin眼yan顯xian示shi應ying用yong的de趨qu勢shi是shi更geng大da的de視shi角jiao。更geng大da的de視shi角jiao也ye可ke以yi允yun許xu更geng多duo內nei容rong與yu使shi用yong者zhe對dui真zhen實shi世shi界jie的de自zi然ran觀guan察cha重zhong疊die顯xian示shi，從cong而er提ti供gong了le更geng高gao質zhi量liang的de視shi覺jiao體ti驗yan。視shi角jiao通tong常chang受shou三san個ge關guan鍵jian設she計ji要yao素su控kong製zhi：微顯示陣列對角線尺寸、光學f值和波導端的瞳孔尺寸。這些因素間要考慮權衡幾個關係：更geng大da的de陣zhen列lie對dui角jiao尺chi寸cun會hui提ti供gong更geng高gao的de視shi角jiao，並bing且qie在zai大da多duo數shu情qing況kuang下xia也ye提ti供gong更geng高gao的de解jie析xi度du
，但dan這zhe也ye會hui增zeng加jia係xi統tong的de體ti積ji
，因yin為wei對dui角jiao線xian尺chi寸cun通tong常chang要yao轉zhuan化hua為wei更geng大da的de光guang學xue器qi件jian。更geng低dif值光學設計會產生更大的視角，但也會增加光學尺寸和降低對比度。隨著瞳孔尺寸增加，視角會減小。例如，5毫米的瞳孔可以獲得45度的視角，而10毫米的瞳孔在相同f值的情況下獲得的視角不到25度。