爆火的VR眼镜显示是什么原理?

  • 发布时间2021-07-22
  • 作者光子晶体科技

    VR这个名词近几年特别火热,其实它是从英文翻译过来的,译为虚拟现实,就是说我们能在虚幻的世界中,能体验到现实的高级感受。因为它也有很多的设备提供给我们感受。VR眼镜就是一个典型的例子。
 
爆火的VR眼镜显示是什么原理
 
    VR(Virtual Reality)是指利用计算机技术生成一种虚拟环境,用户借助特殊的输入/输出设备,与虚拟世界中的物体进行自然的交互,通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。
 
    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。
 
爆火的VR眼镜显示是什么原理
 
    首先我们要从人眼的视觉成像来说明一下。大家知道,人眼的最重要的组成部分,就是晶状体和视网膜。外部物体的光线,通过晶状体,投射在视网膜上,形式影像,再由视觉神经传输给大脑。眼球的晶状体可以理解成能随时变薄变厚、比较灵活的凸透镜。当我们看1米处的物体时,也就意味着我们必须的让焦点正好聚焦在1米处,此时,晶状体会自动弯曲成屈光力为100度的凸透镜;当我们看2米处的物体时,它会弯曲成屈光力为50度的凸透镜。
 
    如果物体里眼睛太近,晶状体弹性不够,无法调整光线到视网膜上,这时你就会发现,你已经看不清楚了。因为人眼的成像,是需要和被观察的物体保持一定距离的,同时VR眼镜为了便于佩戴,体积又不可能做的太大。
 
    为了解决这个问题,工程师想到的解决办法就是,在VR显示屏幕和人眼之间再增加一块透镜,通过透镜的光线折射,调整人眼的可视距离,同时也使人眼误以为看到的影像离自己比实际距离要远,要大,形成了纵深感,再配合上VR头显设备里的方位传感器,在用户头部转向不同角度的时候,切换到不同的画面,仿佛置身其中。这就是为什么在使用VR头显观看电影时,会有一种身处电影院的感觉。
 
爆火的VR眼镜显示是什么原理
 
    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。
 
    这个世界没有做不成的事,只有不愿动脑的懒人。科技的进步让我们看到了,如果自己不愿意学习,不抓紧跟上社会发展的脚步,不论年龄,我们也会遭到淘汰,这个世界没有做不成的事,只有不愿动脑的懒人。而科技精神便是最好的实例。
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