虛擬現(xiàn)實技術與應用 課件 2-1成像技術

虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實成像技術人類視覺形成機制在日常生活中，人們通過雙眼觀察到的信息可以占到獲取的所有外界信息的八成。眼睛作為感覺器官能夠對光起反應，傳送訊號至大腦，從而產生視覺。光線→角膜→瞳孔→晶狀體（折射光線）→玻璃體（支撐、固定眼球）→視網(wǎng)膜（形成物像）→視神經(jīng)（傳導視覺信息）→大腦視覺中樞（形成視覺）成像技術分類01成像通道02成像原理03透視方法成像原理按照成像原理分類：視網(wǎng)膜投影、屏幕投影、外界空間投影。視網(wǎng)膜投影屏幕投影外界空間投影成像原理：視網(wǎng)膜投影視網(wǎng)膜投影：通過光束掃描的方式，直接向用戶視網(wǎng)膜投射圖像的新型顯示技術。原理：通過高速掃描裝置控制光源產生的光束，使得光束按照圖像信息，按一定路徑時序地進行調制，然后通過投影系統(tǒng)將掃描裝置的出射光投影進人眼，在視網(wǎng)膜成像，從而將虛擬圖像投射到用戶眼前。成像原理：視網(wǎng)膜投影6視網(wǎng)膜投影優(yōu)點：AR顯示設備可以將影像直接投射到視網(wǎng)膜中，所以即使是視力不好的人也能清晰地看到影像。缺點：由于采用的是自動對焦的方式，所以投影需要保持在瞳孔的中心，如果眼球偏離中心點的話，就會看不到影像。成像原理：屏幕投影7屏幕投影：屏幕投影是一種較為傳統(tǒng)簡易的顯示方式，將攝像機攝取的真實世界圖像輸入到計算機中，然后與計算機生成的虛擬景象進行合成，最終輸出到顯示器。用戶可以直接從屏幕上獲取增強后的場景圖像。《精靈寶可夢》游戲足球轉播成像原理：外界空間投影8顯示模塊由投影機和投影介質（幕布、墻面、全息膜等），投影機需根據(jù)現(xiàn)場的實際情況選擇高低流明、長短焦鏡頭等不同型號的機器?？刂颇K處理內容信號和互動數(shù)據(jù)的多媒體服務器，并控制音響播放、投影機顯示畫面等。成像技術分類01成像通道02成像原理03透視方法透視方式分類按照透視的方式分類：光學透視、視頻透視。光波導式半反半透式

光學透視方法是把光學組合器放置在用戶眼前，組合器的部分組件是透光的，允許用戶看到真實世界，同時把虛擬內容通過光線反射等方式投影到人眼。視頻透視

視頻透視方法是通過攝像機采集真實世界畫面，同時把虛擬內容通過圖像疊加以后再投影到人眼。透視方式分類：光波導11

光波導顯示技術，該技術的原理是微型投影機向光波導的一側投射光線，通過全內反射原理，光線會在光波導內反射和傳播，然后從另一邊反射出來，最終反射到用戶眼中。光波導式Rokid微軟HoloLens透視方式分類：視頻透視12視頻透視視頻透視的原理是直接在攝像頭拍攝的畫面上疊加虛擬內容，你觀看的是屏幕的“虛擬內容”，并不是直接看到真實世界環(huán)境。蘋果VisionPro成像技術分類01成像通道02成像原理03透視方法影像通道數(shù)分類14按照影像通道數(shù)分類：單眼、雙眼同視、雙眼立體式單眼雙眼同視雙眼立體影像通道數(shù)分類：單眼單眼：顯示設備通過一只的顯示元素或者鏡片讓用戶在單獨的視覺通道里觀看。這只鏡片呈現(xiàn)在用戶的一只眼睛前面，而另外一只眼睛可以查看外面其他內容。單眼成像被廣泛的應用在生活中，其不容易受到外界因素影響較少，然而它并不能夠為用戶提供立體景深，以及會造成較低的對比度。代表產品：谷歌眼鏡單眼影像通道數(shù)分類：雙眼同視雙眼同視：雙眼同視式設備中用戶通過雙眼進行觀察單獨的視覺查看通道，基于設備內折射。雙眼同視同樣會缺少立體感，雙眼同視這兩個方案都是雙眼同視嗎？區(qū)別在哪里？影像通道數(shù)分類：雙眼立體單眼雙眼立體式：在雙眼立體式的設備中