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虚拟现实技术:显示技术概述

时间:2023-10-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,一般的增强现实系统主要使用透视式头盔显示器。透视式头盔显示器主要由三个基本环节构成,即虚拟信息显示通道、真实环境显示通道、图像融合和显示通道。光学透视式头盔显示器对真实环境几乎无损显示,用户获得的信息比较可靠、全面,但真实环境与虚拟图像的融合困难;视频透视式头盔显示器对真实环境的复现受到很多因素的限制,但真实环境与虚拟图像的融合却容易了很多。

虚拟现实技术:显示技术概述

增强现实系统中的显示器可以分为头盔显示器 (HMD)和非头盔显示设备。目前,一般的增强现实系统主要使用透视式头盔显示器。透视式头盔显示器主要由三个基本环节构成,即虚拟信息显示通道、真实环境显示通道、图像融合和显示通道。其中,虚拟信息的显示原理与虚拟现实系统所用的浸没式头盔显示器的基本相同;图像融合与显示通道是与用户交互的最终接口,根据其中真实环境的表现方式,可以分为基于CCD摄像原理的视频透视式头盔显示器和基于光学原理的光学透视式头盔显示器两类。视频透视式头盔显示器首先由安装在头盔上的两个微型CCD摄像机摄取外部环境的图像,然后将计算机图形学生成的信息或图像叠加在摄像机视频上,通过视频信号融合器实现计算机生成的虚拟场景与真实场景融合,最后通过显示系统呈现给用户;光学透视式头盔显示器则通过一对安装在眼前的半透半反的光学合成器实现对真实环境与虚拟信息的融合:真实场景直接透过半反半透镜呈现给用户,经过光学系统放大的虚拟场景经半反半透镜反射而进入眼睛。视频透视式和光学透视式HMD在注册精度、系统延迟、真实场景的分辨率和失真、视场等方面都有不同表现。光学透视式头盔显示器对真实环境几乎无损显示,用户获得的信息比较可靠、全面,但真实环境与虚拟图像的融合困难;视频透视式头盔显示器对真实环境的复现受到很多因素的限制,但真实环境与虚拟图像的融合却容易了很多。

非头盔式的显示设备一般包括手持显示器(Hand-Held Displays)、CRT或平面LCD显示器、投影成像系统、自由立体显示器及一些特殊场合专用的显示设备。其中较特别的有头戴式投影器、眼镜式显示器和视网膜投影显示等。(www.xing528.com)

在实际应用中,显示设备的选用主要依据运用的环境和任务而定。一般来说,头盔式显示设备受环境约束较小,室内、户外均可以使用,设备价格适中,沉浸感较好;非头盔式的显示设备一般成本较高(除一般的CRT或LCD显示器外),可多人共享,使用性能稳定,寿命较长,并且免除了使用者由于戴头盔显示设备而造成的不适与疲劳感。

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