研究表明,高分辨率光场显示器和视力矫正可增强虚拟体验

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发表时间:2024-01-31 08:20

研究表明,高分辨率光场显示器和视力矫正可增强虚拟体验

用于增强虚拟体验的高分辨率光场显示器原型演示。来源:《光学微系统杂志》(2023 年)。DOI: 10.1117/1.jom.3.4.041202

近眼显示器正在成为便携式设备的未来,为个人提供身临其境的虚拟现实体验。开发这些显示器的主要目标是创造身临其境的体验并确保视觉舒适度。虽然更大的视场(FOV)能增强虚拟现实的沉浸感,但解决会聚-适应-冲突(VAC)问题对于实现舒适视觉也至关重要。

研究人员已经探索出创新方法来应对这些挑战。近眼显示技术的一个重大突破是整合了光场技术。然而,早期的 VR 光场显示器由于尺寸小、分辨率低,导致视角受限和屏幕窗口效应。

最近发表在《光学微系统杂志》(Journal of Optical Microsystems)上的一篇论文的作者利用 3.1 英寸 3k3k LC 显示屏成功克服了这些限制。尽管如此,向高分辨率 VR LCD 显示屏的过渡仍带来了材料和工艺方面的挑战,需要引起重视。

研究强调了采用高分辨率液晶显示器(LCD)解决光场分辨率问题的重要性。作者详细阐述了提高液晶显示器分辨率的策略,包括通过专门的像素设计和驱动技术提高光圈和对比度。此外,论文还探讨了光场技术在 VR 显示屏之外的新应用,即 VR 系统的视觉矫正。

"来自台湾群创光电股份有限公司(Innolux Corporation)的研究人员之一Yung-Hsun Wu说:"通过利用光场技术,既实现了视觉矫正,又扩大了眼框,从而提升了整体虚拟现实体验,提高了用户舒适度。

论文研究了光场虚拟现实的光学原理,展示了通过透镜阵列和空间多路复用光场光学技术创建元素图像(EI)阵列的过程。这种方法可以生成体积虚拟图像,准确模拟眼睛的正常调节,无需处理 VAC。

作者重点介绍了最近开发的 INNOLUX LCD,其分辨率和像素密度令人印象深刻。通过在面板之间引入 15 度倾斜,扩大了双目视场角,确保了出色的角度分辨率。整个图像区域的调制传递函数(MTF)保证了高质量图像的忠实再现。

此外,论文还讨论了光场 VR 领域的视觉校正问题。它引入了一种基于光线追踪的图形处理方法,称为 "校正眼框映射",有助于矫正近视、远视和散光。该程序考虑了球面力 (SPH)、柱面力 (CYL) 和柱面轴 (AXIS) 等参数,以实现全面的视觉矫正。

总之,本文全面探讨了高分辨率光场显示器的发展,包括显示器设计、像素架构以及通过整合光场技术进行视觉校正等方面的进步。这项研究极大地推动了光场显示器的发展,为丰富高分辨率 VR 系统的视觉体验铺平了道路。

参考资料

Yung-Hsun Wu et al, Enhancing virtual reality with high-resolution light field liquid crystal display technology,Journal of Optical Microsystems(2023).DOI: 10.1117/1.JOM.3.4.041202​

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文章分类: 光电百科
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