視覺輻輳調節衝突的解決之道在哪？

在AR VR產品最求幸福

希望被廣大用戶接受

並祝福的道路上，

總會有些Bitches來阻礙。

首先跳出來的賤人，

就是輻輳衝突，

輻輳衝突這個賤人的英文名

叫Vergence-accommodation conflict。

要理解輻輳衝突，

為什麼要搞事情，

我們首先就要搞清楚它的動機。

原來，

Vergence-accommodation

人家幾百萬年來就是一對。

人為了看清目標，

首先要調節兩個眼球，

將兩眼移動至目標的方向。

這就是Vergence

然後，

為了看清目標，

還需要將眼球調節至正確的焦距。

這就是accommodation

由於已經處了幾百萬年了。

所以兩個傢伙的步調已經達到了神同步。

只要一方動一下，

另一個，就會立即配合行動。

而目前的AR VR產品，

主要是採用了立體顯示原理。

立體顯示原理是基於雙目視差，

通過左右眼的視差融合

產生具有一定立體效果的場景。

由於單目所看到的圖像

到眼睛的距離是固定的，

而雙目看到的

是利用雙目輻輳作用

成像於空間的像，

因此雙目需要在這兩者之間

不斷做平衡調節。

相當於在中間橫插了一腳。

破壞了他們百萬年來達成的默契。

被破壞了神同步的小兩口，

自然就不平衡了，

天天吵架，

導致他們的父母，

大腦神經被吵的頭疼腦裂的。

於是就導致了人出現諸如模糊、

眩暈復視、

模糊等視疲勞現象，

嚴重時甚至可能對人的視覺系統

造成不可逆轉的傷害。

那是否就沒有解決之道了呢？

必然不是！

前不久美國伊利諾伊大學

稱已研發出一種新型3D顯示屏，

用此3D顯示屏取代當前

用於AR或VR的光學顯示屏

可以解決視覺疲勞問題。

究其原因

是這個新型3D顯示屏

能夠產生與真實世界一樣的

具有不同深淺景深效果。

此新型3D顯示屏的顯示原理

主要是通過把數字顯示屏

劃分成若干可創建2D圖像的子面板，

每一個子面板圖像可被移動到不同的深度

同時保持中心彼此對準，

並通過一種特定的演算法

把各子面板圖像的邊緣糅合

從而使得深度信息看起來是連續無間斷的，

最終整合出3D圖像。

開啟學霸分割線

我們都知道，

AR或VR設備內的目視光學系統的作用

是對物成放大正立的虛像，

當物是二維平面，

經目視光學系統放大後的像

亦是二維平面虛像。

如果物是三維立體的，

經目視光學系統放大後的像

將會是三維立體的虛像。

新型3D顯示屏

最主要的作用

是為AR或VR目視光學系統

提供一種三維立體圖像源，

人眼單目所看到的虛像

就具有了不同的景深效果，

可以獲得單目焦點調節

和雙目輻輳聚焦調節一致性。

從這點來說

使用這個新型3D顯示屏

是能解決雙目視覺輻輳衝突的一種方法。

鑒於伊利諾大學的新型3D顯示屏

解決雙目視覺輻輳衝突問題的技術思路，

很容易聯想到另一種原理相通的顯示技術。

2014年清華大學的廖洪恩教授

研發出一種動態立體顯像裝置，

採用MEMS（微機電系統）光束掃描陣列

以實現立體空間全真三維圖像的重建。

基礎原理是光束的構建。

我們都知道光是一種電磁波，

採用幾何光學理論描述光，

可以認為光波是可以量化的，

是由無數細光束構成的。

物也可以認為是由物點構成，

且認為每一個物點被觀察到

是由於這個物點貢獻了有限光束。

一個MEMS掃描運動的每一個時間

採樣都是在構建一個物點的一條光束，

多個MEMS掃描運動

就能構建這個物點的多條光束，

該多條光束形成了這個物點的離散光錐。

MEMS掃描運動在一個周期內

構建有限多的光點，

這些光點構成了物。

通過控制每一個MEMS的採樣時間

就可以控制物點的空間坐標，

最終可構建出立體物。

將此立體顯像裝置

作為當前VR設備的目視光學放大系統的物

是可以解決視覺輻輳衝突問題。

由於該立體顯像裝置構建的

是精準三維立體圖像，

當MEMS採樣頻率足夠高時，

其構建的立體圖像的景深深度

可以視為是連續的。

相比較伊利諾伊大學研製的3D顯示屏

只能顯示有限景深深度，

採用此立體顯像裝置

應該會具有更優的顯示效果。

既然此立體顯像裝置

能夠構建三維立體實像

（能夠用接收屏接收圖像），

那應該也可以構建三維立體虛像

（接收屏接收不到圖像），

將待構建的物點

設置在陣列MEMS的另一側，

此時構建的是三維立體虛像。

基於此，

當用於VR虛擬圖像顯示用途時，

不再需要目視光學放大系統，

此立體顯像裝置構建出的虛擬3D圖像

直接被人眼接收。

這樣的好處是，

一可以不需要考慮視覺輻輳衝突問題，

二設備結構緊湊、體積小，

較易實現VR設備的眼鏡形態。

當然，

其成本目前而言是及其高昂的，

同時控制複雜度難度大，

離其實現還有很長的路要走，

但不管如何

目前來看

至少

是一種可行的技術思路。

AR醬原創，轉載務必註明

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