2018年SID會議期間，來自Misapplied Science公司的Paul H. Dietz在其演講報告中展示了平行現實顯示的概念和初步成果。報告內容，特別是概念部分的介紹讓我們想起物理學中的“平行世界（ParallelUniverses）”，具有十足的未來感。

傳媒方式的更替

二十世紀是即時大眾傳媒（Broadcasting）時代，收音機和電視機將資訊同時傳遞給千家萬戶，我們所有人同時收聽、觀看同一節目。步入二十一世紀，這些都開始改變，個人電腦、手機等設備給予每個人以私有空間，我們真正成為了“個性化”的一代。借助電腦、手機這些不斷發展的終端平臺，分眾傳媒（Narrowcasting）造就了巨大的產業，它創造出了人類歷史上一些最成功的產品和服務。

私人設備的利弊

我們喜歡私人設備，當我們完全沉浸在它投射的情景中時，這些設備的體驗非常吸引人。但是當我們外出和其他個體互動的時候，這些私人設備卻會造成一些突出的問題。它們將我們和周圍的人與環境分隔開來，于是走在街道上的那些拇指族們便可能撞上電線桿，或者碰到其他人甚至發生交通事故。在近期蘋果手機發布十周年的紀念活動上，一位蘋果產品的重要發明人公開為他的發明所造成的危害而道歉。

當然，AR（增強顯示）技術可以解決很多這類問題，AR技術讓我們看到疊加額外信息的現實世界。但是短期來看，AR技術的實現還需要佐以沉重的頭戴式設備，穿戴起來非常不舒服，與周圍的人具有不可消除的物理隔閡。

最好的顯示技術

通常來說，最棒的科技是那些和周邊環境無縫銜接甚至融入周邊環境的科技，而現有的情形并不是這樣。比方說，你去一個非常大的飛機場趕飛機，你此時正通過安檢，走向巨大的航班信息板。上面列出了所有可能的航班，其中多數的信息和你無關，你必須經過逐個篩選后才能得到你需要的信息。而當你知道了登機口，你還要進一步想方設法找到它。機場里滿是指示牌，可是多數是不會幫你找到C37入口的，而且如果這些指示信息不是你的母語就更加困難了。

現在，讓我們想象一個不是由私人設備構建的周邊環境，而是代替以能提供我們想要的資訊，方位，娛樂和廣告等信息的智能周邊環境。同樣是上面的場景，在未來的世界里，航班信息板上只顯示出你的航班信息，而且字體很大。你可以在50英尺外就能清楚讀到。所有的機場指示信息都是用的你的母語展示。你要去的登機口指示牌在閃爍，很容易找到。路上有指示箭頭，當你正走在路上，還可能有一條指示信息告訴你你的航班延誤了，然后給你提供一些購物消遣的建議。在這樣的智能環境中，你的周邊環境和你的需求相關聯，而且所有這些都不需要頭戴式設備（按：這和現在的物聯網構建很相似）。

以今天的科學技術，這些場景都是有可能實現的。當你走近飛機場，傳感器能進行人臉識別或者探測到你手機發出的信號。當你接近的時候，所有這些電子指示信息都會呈現你需要的信息。那現在就只剩下一個問題：其他人。如果你是唯一一個在機場的人，那這些都沒問題，但是通常情況下還有許多其他人，系統同時也要為他人服務。為了解決這個問題，我們需要一個全新的顯示技術，以保證在同一時間觀看同一顯示屏幕時，每個人都能夠看到不同的內容，而且不需要頭戴式設備。這就是我們即將介紹的平行現實現實技術。

平行現實顯示技術

平行現實顯示技術需要實現如下兩點要求：

(1) 對不同觀察位置現實不同畫面；(2) 通過跟蹤技術將顯示內容和目標對象綁定。

平行現實顯示器基于光場技術，特別地是需要重新設計像素。傳統的顯示器像素像很小的彩色燈泡，在顯示器觀看視角內，像素要均勻的顯示出顏色和亮度，因此，這些像素在任何地方看起來，畫面都一樣。相反，平行現實顯示器像素在不同的方向上必須發射出不同的光束。

為了實現預想的顯示體驗，平行現實顯示的像素需要極高的角分辨率，而投影儀剛好可以滿足這樣的要求。我們使用微型投影儀投射出紅綠條紋，當它投向觀眾時，一部分人看到紅色而另一些人則看到綠色，這可以滿足上面的第一點要求。

具體地，如上圖，我們可以通過控制平行現實顯示器的像素，來使特定區域的觀眾看到特定的顏色。實際上，我們只需要將特定的顏色投射到特定區域的觀眾那里。

想象一下，我們使用許許多多的平行顯示像素來實現畫面顯示。舉個例子，考慮一個3×3的像素陣列，在三個分開的觀測區域S1、S2、S3形成圖像。這些投影儀被有序地排列以覆蓋整個觀看區域。對于每一個作為平行現實顯示像素的投影儀，都會有一個模型圖案可以使特定顏色照射在特定觀測區域。

在S1區域的人會看到指向S1區域的每一個平行現實顯示的像素所發出的光。在這種情形下，他們會看到一個綠色的盒子（Box）。同樣的在S2區域的人會看到一個紅色的“×”，而在S3區域的人會看到一個藍色的“＋”。

可以看出，在同一時間，每一個區域可以看到投影儀為它特別顯示的畫面。因為每一幅畫面都是由不同分區畫面（“Box”、“×”和“＋”）組成的，所以觀眾看到的最終畫面與投影儀中的圖案形狀并不相同。

根據上述的設計思想，我們的第一個平行現實顯示設備設計有42個投影儀，每一個都由一個單片機來驅動。盡管像素密度并不高，可是整個顯示設備足以同時為5000人提供獨立的顯示內容。

使用投影儀作為像素來設計大尺寸顯示器聽起來好像不太實際，實際上，頭戴式顯示器、口袋投影機等設備用的微型投影儀（Pico projector）早已量產，而且成本和尺寸也在快速地降低。體育館級別的顯示器也僅需要千萬美元，所以這種平行現實顯示器看起來是可行的。

當然，更多顯示器并不需要設計成體育館級別的。這時候，設計需要在角分辨率和像素數量間找到平衡。

投影儀本身只是一種放置在顯示器前的透鏡系統。實際上，我們也可以通過在平板顯示器前方放置投影物鏡來制作一個簡單的投影儀。如果精心地設計，顯示器內的每個像素都可以以獨立的方向發射光束。

現在想象將上述顯示器分成很多小區域，每個區域前放一個投影物鏡。這時每個物鏡下的像素數量減少了，但是我們制作出多個平行放置的投影儀。通過這種方式實現的平行現實投影儀可以實現像素數量（分辨率）和每個像素的光束數量的平衡設計。其實光束數量是固定的，但是我們能夠通過改變投影物鏡的尺寸來選擇如何將它們放到像素中去。

在我們的項目中，我們使用最新一代的UHD面板（大概800萬像素），并在該面板上放著448面投影物鏡。這意味著每個透鏡對應20000級別的獨立角度數量，這個角分辨率足以設計出面向100人量級的平行現實顯示器。

平行現實顯示技術的潛在應用

(1) 在電影院享受個人影院體驗

(2) 全球旅游，所有的指示都是母語

(3) 為色盲者提供特別的顯示

(4) 客制廣告。使用平行現實現實器將廣告定向投射到目標對象。