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新型3D顯示技術(shù)可消除虛擬現(xiàn)實中的眼睛疲勞  上圖所示是一種新的顯示器裝置，可使用光學(xué)映射創(chuàng)建三維圖像。OLED屏幕分為四個子面板，每個面板創(chuàng)建一個二維的畫面�？臻g復(fù)用單元（SMU）將調(diào)整這些圖像在視軸上有不同的深度。通過目鏡，每個圖像就會看起來在不同的深度。圖片來源：Liang Gao，伊利諾伊大學(xué)厄本那-香檳分校。 虛擬現(xiàn)實（VR）設(shè)備是一個十分令人興奮的新技術(shù)，它展示了一個計算機模擬的世界和增強的現(xiàn)實（AR），它將計算機生成的元素與現(xiàn)實世界疊加起來。雖然AR和VR設(shè)備已經(jīng)開始進入市場，但它們?nèi)匀皇且粋�非常新奇的東西，因為眼睛疲勞使得長時期使用起來會讓人不舒服。一種新型的3D顯示器可以極大地改善這些穿戴設(shè)備的視覺舒適性，從而解決這個長期存在的問題。 “我們打算利用我們的3D顯示技術(shù)取代目前所使用的AR和VR光學(xué)顯示模塊，從而消除眼睛疲勞的問題，” Liang Gao說，他來自伊利諾伊大學(xué)厄本那-香檳分校�！拔覀兊姆椒ɑ蚩蓪崿F(xiàn)新一代的3D顯示器，可以集成到任何類型的AR眼鏡或VR耳機中�！� Gao和Wei Cui在光學(xué)學(xué)會（OSA）的《光學(xué)快報》雜志上發(fā)表了這一關(guān)于新的光學(xué)測繪三維顯示技術(shù)的論文。新的顯示模塊只測量了1×2英寸，通過產(chǎn)生與我們在現(xiàn)實世界中看到的深度相同的線索，提高了觀看的舒適度。 克服眼睛疲勞 今天的VR頭戴裝置和AR眼鏡提供了兩種2D圖像的方式，為觀眾的大腦顯示了一個三維場景的印象圖像。這種立體顯示的原理是眾所周知的輻輳調(diào)節(jié)沖突，然而隨著時間的推移，這種技術(shù)使得融合圖像很難對觀眾視線從而造成觀眾的不適和眼疲勞。 新的顯示器使用了一種稱為光學(xué)映射的方法來顯示真實的3D圖像。這是通過將數(shù)字顯示劃分到為每個子面板上創(chuàng)建一個2D圖像。子面板的圖像被轉(zhuǎn)移到不同的深度，所有圖像的中心是彼此對齊。這使得當(dāng)用戶通過目鏡觀看時，每個圖像的深度似乎不同。研究人員還發(fā)明了一種混合圖像的算法，使深度連續(xù)顯示，形成統(tǒng)一的3D圖像。 對于新系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是一個空間復(fù)用單元軸向位移子面板圖像到指定深度，橫向移動的子面板的圖像到中心視軸上。在目前的設(shè)置中，空間多路復(fù)用單元由空間光調(diào)制器構(gòu)成，空間光調(diào)制器可根據(jù)研究人員開發(fā)的特定算法對光進行修改。 這種方法適用于任何現(xiàn)代顯示技術(shù)，研究人員使用了有機發(fā)光二極管（OLED）顯示器，這是最新的顯示技術(shù)之一，可用于商業(yè)電視和移動設(shè)備。從現(xiàn)有的OLED顯示屏保證每個子面板包含足夠的像素來創(chuàng)建一個清晰的圖像且具有非常高的分辨率。 已經(jīng)嘗試了類似于我們的方法來創(chuàng)建多個平面深度，但與同時創(chuàng)建多個深度圖像不同的是，他們讓圖像變換的非�？�，”Gao說�！叭欢@種方法需要在動態(tài)范圍或?qū)Ρ榷壬线M行權(quán)衡，因為每個圖像顯示的時間非常短。 創(chuàng)建深度線索 研究人員通過使用這個裝置來顯示一個停放汽車的復(fù)雜場景，并在目鏡前放一個攝像頭記錄人眼的視力。他們發(fā)現(xiàn)照相機可以聚焦在遠處的汽車上，而前景卻沒有聚焦。同樣，當(dāng)背景看起來模糊時，相機可以集中在靠近的汽車上。這項測試證實了新的顯示器產(chǎn)生了能產(chǎn)生深度知覺的線索，就像人類感知場景的深度一樣。這個演示是黑白的，但是研究人員說這種技術(shù)也可以用來制作彩色圖像，盡管橫向分辨率降低了。 研究人員現(xiàn)在正致力于進一步降低系統(tǒng)的體積、重量和功耗。“在未來，我們希望用另一個光學(xué)元件代替空間光調(diào)制器，比如體積全息光柵，”Gao說�！俺梭w積更小，這些光柵不積極消耗功率，這將使我們的設(shè)備更緊湊，增加了它的VR頭戴設(shè)備或AR眼鏡的適用性。” 雖然研究人員目前沒有任何商業(yè)合作伙伴，但他們正在與公司討論，看看新的顯示器是否可以整合到未來的AR和VR產(chǎn)品中。 文章來源：https://phys.org/news/2017-06-d-eye-fatigue-virtual-reality.html |
