Meta Reality Labs:研究团队展示可用于制造变焦VR头显的动态聚焦LC透镜

arinchina 2022年5月26日08:56:23
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Meta Reality Labs:研究团队展示可用于制造变焦VR头显的动态聚焦LC透镜

据RoadtoVR报道,美国肯特州立大学和Meta Reality Labs的一项新研究展示了一款可用于制造变焦VR头显的动态聚焦LC透镜。

迄今为止,市场上所有消费类VR头显都基于立体视觉以渲染图像,立体视觉可以创建支持双眼的辐辏反射(注视近物时产生的双眼会聚反射)3D图像,但不支持单眼的调节反射(眼睛晶状体不同深度的光聚焦)。

现实世界里,这两种视觉反射机制均同时进行,但在VR环境,却不协同,当用户按需持续注视时,相对应的调节反射机制却静止了(因为反射光线都来自相同的距离),因此,该领域研究人员表示,VAC会导致眼睛疲劳,使用户难以专注于近眼图像,甚至可能会破坏视觉沉浸感。

目前,研究人员已研究了大量可正确支持聚散和调节的变焦头显技术实验,例如全息显示屏和多焦平面,但似乎没有人推出一个实用、经济高效且能大规模应用的VAC解决方案。

为此,肯特州立大学的研究团队提出了采用动态聚焦LC透镜、调整电压以改变焦距的潜在VAC解决方案,为使动态聚焦LC透镜集成至头显——同时保持低延迟——研究人员设计了一个带有一系列“相位重置”的大型动态聚焦液晶镜头,“相位重置”不是为了减小其宽度而分割镜头(如菲涅尔透镜),而是彼此分开供电,因此每个段式液晶仍然可以足够快响应,以适配于变焦头显。

2022 Display Week期间,研究人员描述了5cm动态聚焦LC透镜的特征,以衡量其性能以及优缺点。

Meta Reality Labs:研究团队展示可用于制造变焦VR头显的动态聚焦LC透镜

“优势”方面,研究人员表示,动态对焦镜头可实现镜头中心的高图像呈像,同时支持从-0.80 D到+0.80 D的动态对焦范围和低于500ms的延迟响应。

目前90Hz头显每11ms(每秒90次)向用户显示一个新帧,作为对比,500ms的响应时间相当于2Hz(每秒两次),虽然这比头显的帧速率慢得多,但考虑眼睛可以自适应新焦距,该响应可在实用速率之内,此外,研究人员表示,还可以通过堆叠多个镜头以加快响应时间。

Meta Reality Labs:研究团队展示可用于制造变焦VR头显的动态聚焦LC透镜

“弱势”方面,研究人员发现动态聚焦LC透镜由于相位重置而使透镜边缘图像质量下降,为此,团队还探索了一种旨在减少伪影的掩蔽技术。

Meta Reality Labs:研究团队展示可用于制造变焦VR头显的动态聚焦LC透镜

最终,研究人员得出结论,实验性动态聚焦LC镜头在大约30°的注视角度内提供了“可能可接受的「图像质量」值「…」”,这与现今许多采用菲涅尔透镜的VR头显的图像质量下降原因相似。

Meta Reality Labs:研究团队展示可用于制造变焦VR头显的动态聚焦LC透镜

研究人员表示,要真正利用这项技术开发变焦头显,须将动态聚焦LC镜头与传统镜头整合,方能实现VR头显所需的光学管道,另外,精确的眼动追踪功能也是必要的,这样系统才能知道用户具体注视方向,从而根据该深度正确调整镜头焦距。

基于该透镜性能测量方法和基准,未来,研究人员可以采用上述解决方案以检测项目,或对演示设计进行进一步的改进。

 

来源:93913
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