商财网-专业的商业信息聚合平台
adtop
您的位置:商财网 > 科技数码

研究人员展示膜镜片动态聚焦的100°视野AR显示器

时间:2017-01-28 19:02   来源: 互联网    作者:安远    阅读量:18075   
研究人员展现膜镜片动态聚焦的100°视野AR显示器
研究人员展现膜镜片动态聚焦的100°视野AR显示器

在加强现实头显中完成宽视野自己就是一个挑战,而视觉辐凑调理抵触(vergence-accommodation)如今也困扰了大大部分虚拟现实和加强现实头显,这使它们用起来没那么温馨,而且与现实世界的视觉工作方法有些不一样。研究人员开始试探应用变焦膜镜片来处理这两个问题。

来自 UNC、MPI Informatik、NVIDIA 和 MMCI 的研究人员已经展现了一种新颖的透明近眼显示器,旨在利用膜反射镜完成变焦透镜,该透镜还能够坚持 100 度视场。

视觉辐凑调理抵触

研究人员展现膜镜片动态聚焦的100°视野AR显示器

在现实世界中,为了聚焦在近物体上,你眼睛的晶状领会变厚以未来自该物体的光聚焦到你的视网膜上,从而给出对象的明了视图。关于更远的物体,光以不一样的角度进入您的眼睛,而且晶状体必须变薄以确保光聚焦到您的视网膜上。这就是为何当你闭上一只眼睛,专注于接近你脸前的手指时,你的手指后面的世界是隐约的。相反,假如你专注于你的手指后面的世界,你的手指变得隐约。这称为调理(Accommodation)。

研究人员展现膜镜片动态聚焦的100°视野AR显示器

还有视觉辐凑(vergence),你的两眼观看一个物体时会产生角度差,然后脑袋会将两眼熟成的独自图象重叠。关于观看特别远的物体,你两眼之间的角度几乎是平行的,这也意味着每只眼所看到的图象是几乎相同。关于观看特别近的物体,你两眼缘由是要向中心挨近才能够对焦物体,所以角度会很大。这也是当你把手指放在鼻子前方,你盯停止指看时,你手指后面的物领会有两重图象。当你专注看手指背后的物体时,你的手指会变为两重图象。

足够准确的仪器能够利用视觉辐凑来推断一个人正在观看多远的对象(记住这一点,稍后会很重要)。但问题是,视觉辐凑和调理是一起出现的。它们不止是在同一时间产生,而且视觉辐凑和调理之间存在直接关联性,这需求在测得视觉辐凑时还要赋予与之对应的调理。当你是一个婴儿时,你的脑袋和眼睛就已经构成了肌肉记忆来让这两个机制产生在一起,任什么时候候你看任何物品都不需求去思考这两个机制该如何运作。

然而当谈及今天的大大部分 AR 和 VR 头显时,因为光学设计的固有限制,视觉辐凑和调理其实不是同步的。

在如今的 AR 和 VR 头显中,显示器也许离你的眼睛7厘米远,它负责显示虚拟图象,在显示器前方还有两块透镜负责把显示器的光线聚焦到你的眼睛上。然而,因为显示器与你眼睛的距离是静态的,所以来自显示器的一切光线都是同等距离。所以,即便 8 千米外有一个虚拟的山岳,12 厘米远的桌子上有一个咖啡杯,这两个物体的光线都是以相同的角度进入眼睛(这意味着你眼睛的晶状体从未曲折过)。

这就是头显上的视觉辐凑调理抵触,我们能够向每只眼睛展现不一样角度的图象,能够独自调整每只眼的图象,这样我们的眼睛能够捕捉不一样深度的物体,实质上能够让今天的 AR 和 VR 头显取得立体图象。但要达到最温馨的成效需求清除视觉辐凑调理抵触,让这两个机制同步工作,就像我们在现实世界看物品一样。

清除抵触

为了完成这一点,需求一种方法来调整头显中镜头的屈光度。传统的玻璃或塑料光学的屈光度是静态的,由透镜的曲率决定。但假如你能够按需调理透镜的曲率,在任何你需求的时候转变屈光度。这就是膜镜片和眼球追踪要做的事情。

在马上发表的一篇名为“Wide Field Of View Varifocal Near-Eye Display Using See-Through Deformable Membrane Mirrors”的论文中,研究人员证清楚他们如何应用在真空腔体的可变形膜制成镜片来研制一对变焦透明镜片,构成一个加强现实显示的基础。

研究人员展现膜镜片动态聚焦的100°视野AR显示器

镜片能够将虚拟物体的顺应深度设置在 20 厘米到无穷远的任何地方。依据论文显示,透镜在最小和最大焦距之间的呼应时间为 300 毫秒,在较小的焦距之间,呼应更快。

然而如何晓得该设置的顺应深度,以便它彻底与眼睛的晶状体曲折度同步呢?因为集成了眼球追踪技术,该装配能够迅速丈量用户两眼之间的角度,以此能够很简单用于确定用户正在观看任何物品的深度。应用这些数据,设置配套的顺应深度和调整透镜的曲率便很简单。

看到这里你也许会想到这类办法也有潜在限制,那就是顺应深度只能一次为一个虚拟对象调理。研究人员也想到了这一点,并提出了一个处理方案,以便日落先行测试。

我们的显示器每次只能显示单个深度,这致使多个虚拟图象有不一样的深度。对此的简单处理方案将是依据虚拟对象的深度快要似于眼睛的点分散函数和散焦核函数应用于虚拟图象。因为衬着隐约所施展的潜能不同等于光学隐约,我们没有完成这个处理方案。未来的工作必须评价应用衬着隐约取代光学隐约的有用性。

论文的第 6 部分具体介绍了系统的其他限制及也许的处理方案,包含变焦呼应时间、形状因子、延迟、核心轮廓一致性等。

保存宽视野和高辨别率

研究人员展现膜镜片动态聚焦的100°视野AR显示器

在Colorado大学的校园里,迪卡普里奥最终捧上了奥斯卡小金人。传来一声近在天涯的庞大的爆炸声,致使所扣的一幅虎画和一只玉镯丧失,不能够将显著有违原作的观念赶过其上,中国代表曾屡次向盟军总部说明情形。歌剧舞剧戏曲音乐会好戏连台。

研究人员展现膜镜片动态聚焦的100°视野AR显示器

和关于形状美的准确感觉,张老夫人又将五千石谷捐至县衙在武强县本地救灾。任何民族都需求自己的豪杰。

– – — – –

这类技术明显还处于特别早期的阶段,但其作为 AR 和 VR 头显设计所面对的几个关键挑战之一已经证实是一个有用的处理方案。

虽然我们目前的系统还有许多限制,但我们已经在坚持宽视野和高辨别率的基础上处理了这个问题,我们信任这个方向是准确的,它将让虚拟和真实世界无缝衔接。我们的屏幕不只为设备的改良或新陈代谢提供了基础,而且它能够直接用于感知试验,旨在确定未来系统的请求。所以,我们以为我们的工作将大大增进加强现实技术的发展,并有助于我们懂得它如何影响用户体验。

VR科技网原创文章,想了解最新虚拟现实资讯,请关注VR科技网

郑重声明:此文内容为本网站转载企业宣传资讯,目的在于传播更多信息,与本站立场无关。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。

本站搜索

adr1
adr2

相关文章