動手 空中的3D視野

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頭戴式3D顯示設備Oculus Rift的推出可能會顛覆整個遊戲界。這種設備集成度高，佩戴舒適，價格也合理。了解這種設備的DIY過程後，我開始琢磨製作類似設備的難度究竟如何。我自己不是遊戲迷，所以沒有馬上研究這種可能性。後來我開始設想3D顯示是否能夠改進我的業餘愛好——用在配備了攝像機的飛機模型上，這樣在飛行時就可以以第一人稱視角（FPV）為模型導航。

不久後，我發現一家通過Indiegogo融資的企業能夠提供我想要的設備。加拿大安大略省滑鐵盧鎮EMR實驗室的研究人員開發出了一種稱為3D航拍（Transporter3D）的設備。這種設備能夠接收兩種模擬視頻信號，並將其結合成能在Oculus Rift顯示設備中播放的3D數字輸出信號。配備了EMR實驗室立體攝像機（有一個不太順口的名字：3D Cam FPV），3D航拍設備能夠使航模愛好者擁有立體FPV的能力。

這些新技術似乎令人著迷，但是我本人並不清楚立體層次感是否能大幅提升FPV飛行的樂趣。我也不願意花費約1000美元購買3D Cam FPV、3D航拍設備以及Oculus Rift開發工具包進行印證。

因此我決定以經濟的方式組裝3D FPV進行測試。最終我的零件花費不到250美元，當然我也不期望測試的結果能夠與配備EMR實驗室設備的Oculus Rift相媲美。

可以直接把立體攝像機安裝在航模飛機上，只是有些不太美觀：我只是買了兩個完全相同的攝像機和兩個5.8千兆赫的視頻發射機，然後安裝在飛機的前部。（特別注意：在美國合法操作發射機需要業餘無線電執照，請大家查詢本國的規定。）我把攝像機安裝在自製的雲台機械上，兩台攝像機之間的間隔約等於大多數人左右眼球之間距離。

真正的挑戰是如何在地面以立體的方式觀看兩個視頻流。我的第一個想法是沿設備移動的線路搭建反光立體鏡，用來觀察航拍照片。我實踐了這一想法，在Surplus Shed購買了4面便宜的外反光鏡，在eBay上購買了兩個單價為10美元的7英寸LCD顯示器。

這種顯示器最初是為汽車後排乘客觀看電影而設計的，安裝在前排頭枕的位置，拆卸較為方便。這種顯示器的解析度較高（640像素×480像素），擁有4:3的長寬比，正好與我的攝像機搭配。

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不過把立體鏡安裝好後，結果卻令我失望。4面鏡子形成的長長的光路使眼睛與屏幕之間的距離太長。這就嚴重縮小了我的視野範圍，因此這種做法並不能給人身臨其境的感覺。

我重新開始了設計，思量前後，發現可以安裝LCD屏幕來翻轉視頻輸出，既可以左右翻轉也可以上下翻轉。所以，我重新設計了觀察器，利用LCD的控制翻轉視頻，並在設計中去除了兩面鏡子。剩下的兩面鏡子每隻眼睛前放一面，負責使反向的圖像恢復正常。這種設計縮短了眼睛與顯示屏之間的距離，使顯示屏覆蓋了我的大部分視野範圍。

現在的問題是顯示屏離雙眼的焦點太近，對於患有老花眼的中年人而言來說會更加不適。解決方法與Oculus Rift的完全相同：增加鏡片的數量。最初我想在零售店購買度數最高的老花鏡，但是無法達到要求。不過幾個3倍放大鏡（亞馬遜單價為4美元）組合在一起就可以達到理想的效果。

我的觀察器與20世紀初能夠觀看成對3D立體圖像的櫃式立體鏡有些相似。如果我的設備是用拋光的木頭做的話，肯定像個古董。不過實際上我用的材料是黑色泡沫夾芯板、聚乙烯泡沫和管道膠帶。

我沒在外觀上花費太多時間可能是件好事，因為用這個觀察器進行3D FPV飛行的體驗與觀看2D視頻相比，很令人失望。雖然景深覆蓋的範圍大得令人吃驚，但LCD顯示屏解析度和放大鏡的限制使人感覺似乎是透過紗窗在看景物，外面的真實世界更像是沙盤遊戲《我的世界》中的塊狀景物。

出現這樣的問題其實並不奇怪。我在網上閱讀有關Oculus Rift的文章時就注意到很多關於「紗門效應」的探討，以及在顯示器前增加光擴散材料消除這種現象的各種嘗試。Oculus Rift開發工具包提供的單眼解析度為640像素×800像素，比我自製的觀察器要高。看來若想要大多數人感覺舒適，這個解析度還是太低了。

消費者版本的OculusRift的解析度肯定比開發者版本的要高，但是目前還無法確認是否足以完全消除「紗門效應」。在我看來，使世界在視覺上像素化削弱了FPV的體驗，卻沒有帶來足夠的3D效果。所以目前，在FPV飛行中，我還是喜歡平面的世界。

作者：David Schneider

>>>本文為原創，轉載請回復。

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