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新型显示技术让VR/AR头显更加舒适

2017-07-07 22:51编辑:admin人气:


作者|John

用户体验VR的时间经常会受到眼部疲劳和眩晕等因素的限制。不过,一家位于伊利诺伊大学香槟分校iOptics实验室(智能光学实验室)有望解决这个问题。电气与计算机工程的助理教授梁高(音译)和研究生崔巍(音译)发明了一种新的光学测绘3D显示器,使VR观看更加舒适。两位研究人员均在贝克曼研究所。

根据两人在Optics Letters上发表的报告称,目前大部分的3D VR显示是通过两幅画面叠加,之后观众通过这些图片在脑中重构3D场景所形成的。这种显示方式会造成眼睛的不适。我们通常将其称为视觉辐辏调节冲突(vergence-accommodation conflict),能引起眼睛聚焦问题(会引起视疲劳,头痛等)。

平时人们在观看物体的时候,眼睛会将焦点对准所观看的物体。眼睛的瞳孔会根据观测者和物体之间的距离调整焦距。这时候视觉辐辏调节是一致的,并不会产生冲突。而在计算机3D渲染的场景中,这一切就发生了变化。构成立体三维图像的两幅图像显示在同一距离的屏幕上。为了能够产生3D效果,这些图像的位置会稍微偏移。这与人眼平时的工作方式不同,此时眼睛的焦点会聚焦在距离脸部只有几厘米的屏幕上,而屏幕上的画面却让人觉得是在遥远的地方。

为了解决这个问题梁高和崔巍发明了一种光学映射近眼(全三维)显示方法。他们的方法是将屏幕分割成子屏幕。空间复用单元(SMU)能够通过正确的方式来调整子面板的深度,从而产生深度感知。和目前市面上通过图像便宜而产生3D图像的方法不同,SMU也能够将图像的中心对准光学路径。之后再通过光学算法将图像合并成一个无缝的图像。

梁高对913VR表示:“人们已经尝试了类似于我们的方法来创建多个平面深度,不同的是他们是通过快速改变图像来实现深度感知,而不是同时创建多个深度图像。前者需要在动态范围或者是对比度上做权衡,因为每个图像所显示的时间都很短。”

研究人员正在继续研究如何提高显示的效率,同时降低设备的重量和体积。梁高对913VR表示:“在未来,我们希望通过用另一光学元件代替空间光线解调器,比如全息光栅。除了更小的体积之外,全息光栅还很省电,这可以使得我们的设备更加紧凑,更容易应用在VR和AR头显之中。”

(来源:未知)

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