本計畫由本校電機系及電信所陳宏銘特聘教授主持

傳統的擴增實境(AR)應用於手遊軟體, 近來已廣泛應用於汽機車、影視娛樂、健康醫療、 教育、建築、新聞報導、軍事等各層面。鑒於手機普及後, 低頭族越來越多, 不僅造成交通事故頻傳問題也對個人身心健康造成嚴重影響。Facebook首席科學家Michael Abrash認為，擴增實境(Augmented Reality, AR)裝置可能替代手機螢幕, 是繼電腦/筆電、智慧手機後之新世代消費電子典範轉移層級的產品。低延遲及大頻寬傳輸的5G通訊技術發展更為擴增實境(AR)眼鏡開啟另一扇大門。

圖一、解說vergence-accommodation conflict原由

目前市面上AR眼鏡最被人詬病的就是容易造成暈眩、虛實無法融合的現象; 主要原因在於從螢幕發出的光線所產生的虛像位在一個固定深度，眼睛的焦點就定在虛像平面上，因而眼睛的焦點調節與虛擬物體的深度無法匹配(參考圖一)，從而產生視覺輻的力量調節衝突（Vergence-Accommodation Conflict現象）。這種衝突是與人類日常生理規律是相違背的，因此才會出現視覺疲勞、眩暈感等症狀。要想解決這個問題，就要從人眼成像的基本原理出發，讓AR設備呈現的畫面光線能吻合人類自然視覺， 也就是讓人眼的視覺輻的力量和焦點匹配。畫面光線不僅要有強度還要有方向，那就是光場顯示技術。世界上有許多研究開發這技術, 但都只在實驗室階段或是需大量運算, 耗盡GPU資源。此次陳宏銘教授團隊所研發的AR光場眼鏡解決了上述業界開發的痛點,在上百件申請案中得到科技部肯定, 獲得109年度價創計畫補助。

圖二、傳統AR顯示器的結果(左) vs. LiFiD顯示器的結果(右).

圖三、LiFiD歷代原型機

繼15年前開發全台第一部光場相機，陳教授團隊近年來全力研發具有光場效果的擴增實境眼鏡光機(取名為LiFiD)， 這種近眼顯示模組直接投射光場於視網膜，突破產業瓶頸，徹底解決因視覺輻輳調節衝突所造成的暈眩問題。LiFiD與傳統AR顯示器不同，它能以最自然的方式呈現虛擬場景(參考圖二)。這項顛覆性產品的原型機已經驗證成功而且進行微小化與量產化(參考圖三)。其技術特色包括：

1、 將光場投射至使用者的視網膜，直接解決VAC 問題

2、 連續的對焦平面，容許AR 物體與實際物體自然融合

3、 不需眼球追蹤

4、 不需隨焦點變化而調整投影內容

5、 影像品質極佳

目前價創團隊已申請成立 「兆輝光電公司(PetaRay Inc.)」, 主要成員都是在業界相關領域的菁英, 預估在2021 Q2進行第一輪募資, 期盼有興趣的電機系友共襄盛舉, 為台灣下一個明星產業奠下根基。