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能解决VR眩晕“噩梦“的光场显示技术到底是什么?

2016-06-28 雷科技 阅读:
现在这种VR成像原理的缺点如果没有得到很好的解决方法,其将会被某种成像技术取代,就目前来看最有可能接替的就是-光场显示技术。

虽说今年是VR的爆发元年,但正因为是起步阶段,目前整体来看很多技术尚未成熟,而且关于VR的相关技术发展走向也是个未知数。kL0ednc

比如VR中的屏幕显示技术,在未来或许会被革新,目前的VR成像原理中一个不足之处就是,用户戴上VR头显后处于一个密封的视觉环境,但二维的显示屏却不能给到真正的三维信息,因此并没有把用户带到一个真正的虚拟世界。kL0ednc

VR头显屏幕如何导致眩晕?

最致命的是,在观看VR屏幕画面时,屏幕相对眼球的距离是不变的,也就是焦点会长期保持不变,但不同的图像会带来不同的“景深”信息,然而,此时眼球焦点却没有得到对应的调节,当这种视觉系统的平衡被打破就会很容易导致眩晕、恶心、呕吐等不适症状。kL0ednc

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这也是为什么大部分VR头显容易导致晕动症的其中一个原因。所以现在这种VR成像原理的缺点如果没有得到很好的解决方法,其将会被某种成像技术取代,就目前来看最有可能接替的就是-光场显示技术。kL0ednc

光场显示技术:产生真实的景深信息,更接近现实的观看体验kL0ednc

“光场”为何物,百度百科是这样解释的:“指光在每一个方向通过每一个点的光量,自由空间中某一点沿着一定方向的光线辐射度值,该空间所有的有向光线集就构成了光场数据库。”kL0ednc

简单点说,就是“光场”指定空间内所有光线信息的总和,包括颜色、光线亮度、光线的方向、光线距离等等,所以光场显示技术最关键的地方就是其除了可以像普通屏幕那样显示基本的图像信息外,还能显示景深信息,因此避免视觉系统的失衡,一定程度降低晕动症产生。kL0ednc

通过光场显示屏幕,你可以真正感受到画面物体间的相对距离,比如看远处的物体时,近处的物体会因为眼球失焦而模糊,看近物时,远景也会被“虚化”,从而更接近真实的观看体验。kL0ednc

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光场显示技术如何实现?

光场成像的原理目前主要有两种技术,分别为:光场立体视镜、微透镜阵列,这两种技术在实现原理上都有很大的区别。kL0ednc

光场立体视镜kL0ednc

这种技术的原理很好理解,其实就是将多块屏幕按照一定的距离堆叠在一起,通过不同的屏幕显示不同距离的内容,比如近处的内容用离眼睛最近的屏幕显示,最远的内容则用最后一块屏幕显示,当所有屏幕的画面重叠在一起便构成了一副完整的画面,从而产生一定的景深信息。kL0ednc

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去年,斯坦福大学的研究者曾公开过一款采用了光场立体视镜技术的VR头显,其采用了多块LCD显示屏相互重叠起来,前后显示生成的图像传递到用户的眼睛时,不同深度的物体可自然的集中,从而使得观看效果更加舒适。kL0ednc

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通过多层屏幕显示不同的景深画面,虽然并未能如现实一样达到最真实的观看体验,但相对只有一块屏幕来说,确实能大大提高体验,而且能一定程度保持视觉系统的平衡,降低晕动症产生。kL0ednc

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微透镜阵列kL0ednc

比起光场立体视镜采用多层屏幕的堆叠,微透镜阵列技术则如字眼理解一样采用微小的透镜阵列来显示画面,每个小透镜底部都会有一个小小的显示器来显示画面的部分内容。kL0ednc

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这种技术会将影像分解成为数十组不同的视角阵列,然后再通过微透镜阵列组合重新将画面还原显示,一副画面中,不同距离的内容会被对应的透镜产生出对应的景深图像,当用户观看画面中不同的“点”时,感受到的“距离”也会不一样,所以使用更接近现实的观看体验。kL0ednc

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技术尚未成熟,未来可期

目前这两种技术都有各自的优缺点,比如像光场立体视镜,通过多层屏幕的堆叠,但要想给予更多的景深信息,则需要堆叠更多的屏幕,这无疑会增加VR头显的体积和重量,佩戴舒适度则会降低。kL0ednc

而微透镜阵列技术采用N个微显示屏+微透镜阵列的方式来显示画面,会对屏幕分辨率造成一定的衰减,屏幕分辨率不够画面会很模糊。为了更接近现实观看体验,微透镜阵列密度要足够大,同时又要满足高分辨率,这对于生产制造来说是一个很大的难度。kL0ednc

此外,这两种技术的画面呈现特别是动态画面对于硬件的运算能力以及程序的处理能力都有很高的要求...kL0ednc

目前来看这些技术尚未发展成熟,软硬件方面都需要继续改进,虽然这些光场显示技术不确定真正普及到底会是何时,但毫无疑问这种能维持视觉系统平衡、提高真实观看体验、降低晕动症的显示技术在未来前景无限。kL0ednc

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