虚拟现实显示设备及技术.pptxVIP

虚拟现实显示设备及技术;;“沉醉感”是虚拟现实系统最主要基木特征。当用户与虚拟环境交互作用时，能够取得与真实世界相同或相同感知，并产生“身临其境”感受。所以虚拟现实系统对人感知系统作用，直接影响系统真实感。

为了实现虚拟显示沉醉特征，必须具备人体感官特征，包含视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等。常有显示设备包含：视觉显示设备、听觉显示设备、力觉和触觉显示设备等。

据统计，人类对客观世界感知信息75%-80%来至视觉，所以视觉通道是VR系统中最主要感知接口。所以，视觉显示是此次讲解主要内容。

;视觉感知几个基本概念

视域：一个物体能否被观察者看到，取决于该物体图象是否落在观察者视网膜上和落在视网膜上什么位置。能够被眼睛看到区域称为视域。

在实际中，全景显示产生水平±100°，垂直±30°视域即可有很强沉醉感。

;视角：视觉感知中关于可视目标大小测量，可视目标在视网膜上投影大小能够决定视觉感知质量。普通认为理想目标提醒大小为:在正常光照条件下视角不应该小于15°，在较低光照条件下视角不应该小于21°。这是视景生成和头盔显示过程中主要参考系数。

;立体视觉

视觉生成

外界景物发射或反射光线刺激视网膜感光细胞令视觉神经产生知觉

;立体视觉生成原理

两眼空间位置不一样，是产生立体视觉主要原因。空间某个物体在两眼视图中位置不一样就产生了立体视差。人眼利用这种视差，判断物体远近，产生深度感,形成立体视觉，由此取得环境三维信息。;人视觉系统能够经过四种线索得到深度知觉：

侧视网膜图象差：也称双目视差，在双目光轴平行时，因为几何位置差异，两目看同一环境，却得到不一样图像，形成主要深度感。

运动视差：当观察者相对环境运动时，产生深度感。假如头部运动，就可能发觉物体之间遮挡关系。运动视差是深度感知中最有力线索。实际上，许多动物和昆虫主要是靠运动视差识别目标，比如:兔子和蜜蜂.

图象大小差异:对己知物体，图像尺寸改变是透视深度感。人直觉是，物体越远，看起来越小。假如物体A与B一样大，但A图象比B小.一???可认为A比B离观察者更远。

纹理梯度:指视野中物体在网膜上投影大小和投影密度发生有层次改变。比如，当你看沙滩上石头。依据视网膜上纹理梯度改变，把小而密事物看成是比较远，大而疏物体看成是比较近

;虚拟现实视觉立体显示，仅仅实现双目视差。虚拟现实视觉立体显示，还没有实现人类其它深度感。为了实现立体显示，应该为双目提供不一样图像，有双目视差图像。为此，对同一虚拟环境，由两个虚拟观察点分别透视投影，得到有双目视差两个图像。立体显示就是给双目提供有双目视差两个图像.

;视觉显示设备

头盔显示器（HMD）：

头盔显示器是3DVR图形显示与观察设备，可单独与主机相连以接收来自主机3DVR图形图像信号，借助空间跟踪定位器可进行虚拟现实输出效果观察，同时观察者可做空间上自由移动，如；自由行走、旋转等，沉醉感极强，优于显示器虚拟现实观察效果，逊于虚拟三维投影显示，在投影式虚拟现实系统中，头盔显示器作为系统功效和设备一个补充和辅助。;佳能企业必威体育精装版混合虚拟现实系统经过一个头戴式眼镜带给人虚拟场景和实景混合体验，并开发出一个专用头戴式显示器和专用位置校准软件，软件经过高精度和高速图像处理来取得合成图像，合成图像大小与现实中大小无异。而头戴式显示器则采取一个被称为自由曲线棱镜镜片，确保使用者能够取得宽广视野和清楚图像。

;双目全方位显示器（BOOM）

是一个偶联头部立体显示设备，类似使用望远镜，它把两个独立显示器捆绑在一起，由两个相互垂直机械臂支撑，这不但让用户能够在半径2m球面空间内用手自由操纵显示器位置，还能降低显示器重量加以巧妙平衡而是指一直保持水平，不受平台运动影响。在支撑臂上每个节点处都有位置跟踪器，所以BOOM和HMD一样有实时观察和交互能力。

;3D眼镜显示系统

该系统设备包含：立体图像显示器和3D眼镜。立体图像显示器以两倍于正常扫描速度刷新屏幕，计算机给显示器交替发送两幅有轻微偏差图像。位于CRT（阴极射线管）显示器顶部红外发射器与信号同时，以无线方式控制活动眼镜。红外控制器指导立体眼镜液晶光栅交替地遮挡眼睛视野。大脑统计快速交替左右眼图像序列，并经过立体视觉将其融合在一起，从而产生深度感。;红外立体眼镜显示

利用红外信号传送同时信号，用于控制液晶眼镜开关。眼镜上备有轻便锂电池，眼镜在无线状态下工作：

;超声波立体眼镜显示

除了红外立体眼镜显示中设备外，眼镜上还有头部跟踪超声接收器。超声接收信号要经过导线传给头部跟踪系统，眼镜在有线状态下工作：

;洞穴式立体显示系统（CAVE系统）