虚拟现实技术与应用 课件 2-1成像技术

虚拟现实与增强现实成像技术人类视觉形成机制在日常生活中，人们通过双眼观察到的信息可以占到获取的所有外界信息的八成。眼睛作为感觉器官能够对光起反应，传送讯号至大脑，从而产生视觉。光线→角膜→瞳孔→晶状体（折射光线）→玻璃体（支撑、固定眼球）→视网膜（形成物像）→视神经（传导视觉信息）→大脑视觉中枢（形成视觉）成像技术分类01成像通道02成像原理03透视方法成像原理按照成像原理分类：视网膜投影、屏幕投影、外界空间投影。视网膜投影屏幕投影外界空间投影成像原理：视网膜投影视网膜投影：通过光束扫描的方式，直接向用户视网膜投射图像的新型显示技术。原理：通过高速扫描装置控制光源产生的光束，使得光束按照图像信息，按一定路径时序地进行调制，然后通过投影系统将扫描装置的出射光投影进人眼，在视网膜成像，从而将虚拟图像投射到用户眼前。成像原理：视网膜投影6视网膜投影优点：AR显示设备可以将影像直接投射到视网膜中，所以即使是视力不好的人也能清晰地看到影像。缺点：由于采用的是自动对焦的方式，所以投影需要保持在瞳孔的中心，如果眼球偏离中心点的话，就会看不到影像。成像原理：屏幕投影7屏幕投影：屏幕投影是一种较为传统简易的显示方式，将摄像机摄取的真实世界图像输入到计算机中，然后与计算机生成的虚拟景象进行合成，最终输出到显示器。用户可以直接从屏幕上获取增强后的场景图像。《精灵宝可梦》游戏足球转播成像原理：外界空间投影8显示模块由投影机和投影介质（幕布、墙面、全息膜等），投影机需根据现场的实际情况选择高低流明、长短焦镜头等不同型号的机器。控制模块处理内容信号和互动数据的多媒体服务器，并控制音响播放、投影机显示画面等。成像技术分类01成像通道02成像原理03透视方法透视方式分类按照透视的方式分类：光学透视、视频透视。光波导式半反半透式

光学透视方法是把光学组合器放置在用户眼前，组合器的部分组件是透光的，允许用户看到真实世界，同时把虚拟内容通过光线反射等方式投影到人眼。视频透视

视频透视方法是通过摄像机采集真实世界画面，同时把虚拟内容通过图像叠加以后再投影到人眼。透视方式分类：光波导11

光波导显示技术，该技术的原理是微型投影机向光波导的一侧投射光线，通过全内反射原理，光线会在光波导内反射和传播，然后从另一边反射出来，最终反射到用户眼中。光波导式Rokid微软HoloLens透视方式分类：视频透视12视频透视视频透视的原理是直接在摄像头拍摄的画面上叠加虚拟内容，你观看的是屏幕的“虚拟内容”，并不是直接看到真实世界环境。苹果VisionPro成像技术分类01成像通道02成像原理03透视方法影像通道数分类14按照影像通道数分类：单眼、双眼同视、双眼立体式单眼双眼同视双眼立体影像通道数分类：单眼单眼：显示设备通过一只的显示元素或者镜片让用户在单独的视觉通道里观看。这只镜片呈现在用户的一只眼睛前面，而另外一只眼睛可以查看外面其他内容。单眼成像被广泛的应用在生活中，其不容易受到外界因素影响较少，然而它并不能够为用户提供立体景深，以及会造成较低的对比度。代表产品：谷歌眼镜单眼影像通道数分类：双眼同视双眼同视：双眼同视式设备中用户通过双眼进行观察单独的视觉查看通道，基于设备内折射。双眼同视同样会缺少立体感，双眼同视这两个方案都是双眼同视吗？区别在哪里？影像通道数分类：双眼立体单眼双眼立体式：在双眼立体式的设备中