科学家制造出真视网膜屏：超25000ppi，达人眼极限分辨率

瑞典科学家研发出人眼可见极限分辨率的“视网膜电子纸”，像素仅560纳米，细致到可在1.9毫米的屏幕上再现《吻》，为沉浸式虚拟现实开辟全新维度。

在信息愈发密集的时代，我们对屏幕的要求也越来越苛刻——不仅要清晰，还要真实。来自瑞典Chalmers理工大学、哥德堡大学与乌普萨拉大学的研究团队，成功打造出一种人类视觉极限级别的显示技术：它的像素小到前所未有，分辨率高到超越肉眼感知的极限。

这种屏幕利用纳米颗粒来重现颜色。每个像素由极微小的粒子构成，这些粒子的尺寸与排列方式决定了光线的散射方式，而它们的光学特性还可以通过电信号进行调控。研究成果发表在《Nature》上，被认为是通向“虚拟世界与现实世界无缝融合”的关键一步。

乌普萨拉大学材料科学与工程系的副教授Kunli Xiong表示：“这项技术将重新定义我们与信息以及世界的互动方式。它可以让创意创作更自由，让远程协作更自然，甚至可能加速科学研究的进程。”

图像的真实感，取决于像素的大小与数量。在虚拟现实或增强现实设备中，屏幕往往离眼睛极近，而当像素无法再缩小时，画面的逼真度就会被限制。例如，在微型LED屏上，当像素小于1微米时，它们的发光性能就会明显下降。

为了解决这一瓶颈，研究团队提出了“视网膜电子纸”(Retina E-paper)这一新概念。它是一种反射式电子纸屏幕，每个像素仅约560纳米，整块屏幕的面积相当于人类瞳孔大小，却能达到每英寸超过25,000像素的惊人分辨率。

Chalmers理工大学化学与化学工程系教授Andreas Dahlin解释道：“这意味着每个像素几乎对应人眼视网膜中的一个感光细胞——也就是将光转化为神经信号的神经元。换言之，人类的视觉分辨率无法再更高了。”

视网膜电子纸示意图

这种视网膜电子纸可被放置在极靠近眼睛的位置。为了展示其性能，研究者在面积仅约1.4×1.9毫米的表面上，成功重现了Gustav Klimt的名画《吻》。换算下来，这幅图像的大小仅为普通智能手机显示屏的四千分之一。

与Dahlin此前的研究一样，这种屏幕并不依赖自发光源。它是一种“被动”显示：颜色的呈现来自环境光照射到表面微结构后的反射。自然界中，蜂鸟或孔雀羽毛的绚烂色彩，其实也是依靠类似的结构色效应产生的。

每个超微像素中都含有氧化钨颗粒。通过精确控制这些颗粒的尺寸及其排列方式，科学家得以调节光的散射与反射，从而生成红、绿、蓝三原色像素，再由此混合出所有色彩。而当施加微弱电压时，这些颗粒还能被“关闭”，变为黑色，实现图像的动态切换。

哥德堡大学物理系教授Giovanni Volpe总结道：“这是微型显示技术的一次巨大飞跃。它不仅能让屏幕更小、更清晰，还能显著降低能耗。虽然技术仍需进一步优化，但我们相信，视网膜电子纸将成为一个重要的里程碑，未来或许会改变每个人的视觉体验。”

从人眼的极限，到现实的极致，这项技术的意义已不仅仅是让图像更清晰，而是为虚拟与真实之间，搭起一座几乎看不见的桥。

本文译自 techxplore，由 BALI 编辑发布。