下图表示,立体视觉的基本原理。图中表示两眼光轴平行的情况,相当于两眼注视远处。内瞳距(IPD)是两眼瞳孔之间的距离。两眼空间位置的不同,是产生立体视觉的原因。F是距离人眼较近的物体B上的一个固定点。右面的两眼的视图说明,F点在视图中的位置不同。这种不同就是立体视差。人眼也可以利用这种视差,判断物体的远近,产生深度感。这就是人类的立体视觉,由此获得环境的三维信息。
图 2-2-01 人眼的另一种工作方式是注视近处的固定点F。这时两眼的光轴都通过点F。两个光轴的交角就是图中的会聚角。因为两眼的光轴都通过点F,所以F点在两个视图中都在中心点。这时,与F相比距离人眼更远或更近的其他点,会存在视差。人眼也可以利用这种视差,判断物体的远近,产生深度感。 完全的视觉接口包括四个基本部分。(1)视觉显示表面和辅助光学系统,它把详细的时变的光模式投影在用户视网膜上。(2)产生光学信号的系统(来自真实场景的摄像机,存贮图像的录像机,生成图形的计算机,或三者的组合)。(3)感觉头或眼球位置运动的系统(这是上一节介绍的位姿跟踪问题)。(4)使视觉显示表面相对于人眼定位的系统。这一节只介绍(1)。首先介绍显示表面,然后介绍光学系统,最后介绍有关产品。 对虚拟现实(VR),最常用的技术成熟的显示表面类型是阴极射线管(CRT)和背光液晶显示(LCD)。VR应用有两类主要的视觉显示光学系统:头盔显示和非头盔显示。下面分别介绍不同的显示表面和不同的光学系统。最后介绍现有的产品。 |