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vr技术原理简介(关于VR眼镜显示的原理)

100人浏览   2024-09-08 09:47:13


目前阶段,与普通大众接触最为广泛的VR设备就是HDM(头盔显示应用)。早期在上世纪80年代主要为军事用途而发展,用于战斗机飞行员的头盔。HDM技术发展到今天,已经可以被普通大众所使用。VR头显(眼镜)就是最为主要的一种VR显示设备。戴上VR头显,使用者无论是观看二维电影,还是360度的全景电影,视觉上都会有一种身临其境的感觉。那么这种感觉,是如何形成的呢?

要了解这个问题,我们必须要了解自己是如何看清东西的。眼睛的构成比较复杂,不过大家只需要记住三个成分:瞳孔、晶状体与视网膜。我们看清东西的过程,简化起来便是:外界的光通过瞳孔进入眼球内部,再经过晶状体等的折射,最终在视网膜上形成了清晰的物象。

一般的VR眼镜主要的配置就是内含的两个凸透镜。由于屏幕只有一个,因此必须要让左、右眼所看的图像各自独立分开,才能有立体视觉。3D立体眼镜可以模仿真实的状况,使左、右眼画面连续互相交替显示在屏幕上,加上人眼视觉暂留的生理特性,就可以看到我们所说的立体3D图像。简单来说VR虚拟现实头盔中的透镜就是基于不同的视觉场以及在局部空间中营造出不同的画面深度感知,在用户大脑视觉系统中形成一个虚拟现实视场。而虚拟现实视场的主要限制因素是透镜,而非瞳孔。为了得到更宽广的视场,需要缩短用户眼球与透镜间的距离,或增加透镜的大小。

为了更完美的营造出身临其境的感觉,还有一个概念不得不说。就是视场角(FOV).人眼的视角是有限的,因人而异,一般来说人眼横向的视场角在120度左右,极限可以达到180度。那这样看来,是不是VR头显的能支持的视场角越大,效果就越好呢?其实不然,使用VR头显观看视频的效果好坏,不仅仅涉及视场角一个因素,还跟显示屏幕的分辨率有关系。因为简单说,VR眼镜基本组成就是一块放大镜加一块显示屏。要想实现在很短的可视距离内,得到很大的可视角度,需要这块放大镜足够厚,那么当显示屏的分辨率比较低的时候,如果视场角很大,那带来的结果就是像素点被拉伸,视觉上会感到有所谓的纱窗效果。所以在目前大部分VR头显设备上,并没有把视场角一味的扩大,不同的厂家会根据当前业内主流视频内容本身的分辨率及显示屏幕分辩率的大小,选用不同的光学透镜,不断实验,对FOV进行调整,找到合适的平衡点。