第3章虚拟现实系统的输出设备● 中国弦大學
第3章 虚拟现实系统的输出设备
导学 、学习目标 二、重点、难点 了解图形显示设备的概念 1.重点:图形显示设备、声音显 了解人类视觉系统原理;掌 示设备、接触反馈和力反馈的基 握头盔显示器的概念和常用 头盔显示器;了解立体眼镜 本概念和区别;常用头盔显示器 的原理。 沉浸式立体投影显示系统、立 体眼镜(鹰眼)、基于HRTF的三 2.了解声音显示设备的概念; 维声音和基于扬声器的三维声音 解人类听觉系统原理; 的概念和原理。 解 Convolvotron处理器基于 扬声器的三维声音的原理和2难点:人类视觉系统原理、人 用 类听觉系统原理和人类触觉系统 3.掌握接触反馈和力反馈的概 原理。 念与区别;了解人类触觉系 统原理;了解ⅳ otion触觉 反馈手套的原理和应用 国张大學
导学 一、学习目标 1. 了解图形显示设备的概念； 了解人类视觉系统原理；掌 握头盔显示器的概念和常用 头盔显示器；了解立体眼镜 的原理。 2. 了解声音显示设备的概念； 了解人类听觉系统原理；了 解Convolvotron处理器基于 扬声器的三维声音的原理和 应用。 3. 掌握接触反馈和力反馈的概 念与区别；了解人类触觉系 统原理；了解iMotion触觉 反馈手套的原理和应用。 二、重点、难点 1.重点：图形显示设备、声音显 示设备、接触反馈和力反馈的基 本概念和区别；常用头盔显示器 、沉浸式立体投影显示系统、立 体眼镜（鹰眼）、基于HRTF的三 维声音和基于扬声器的三维声音 的概念和原理。 2.难点：人类视觉系统原理、人 类听觉系统原理和人类触觉系统 原理
3.图形显示设备 图形显示设备:一种计算机接口设备,它把计算机合成的 场景图像展现给虚拟世界中参与交互的用户。 3.1.1人类视觉系统 人眼有126000000个感光器,这 固定点 左眼视图 些感光器不均匀地分布在视网膜 。视网膜的中心区域(绕眼睛会角一: 视轴几十度的范围)称为中央凹, 视场 图像视差 它是高分辨率的色彩感知区域, 周围是低分辨率的感知区域。被 显示的图像中投影到中央凹的部 右眼视图 分代表聚焦区。 在仿真过程中,观察者的焦点是 无意识地动态变化的。如果能跟人关立体视觉的生理模型 踪到眼睛的动态变化,就可以探 测到焦点的变化。 国张大學
3.1图 形 显 示 设 备 图形显示设备：一种计算机接口设备，它把计算机合成的 场景图像展现给虚拟世界中参与交互的用户。 3.1.1 人类视觉系统 人眼有126 000 000个感光器，这 些感光器不均匀地分布在视网膜 上。视网膜的中心区域（绕眼睛 视轴几十度的范围）称为中央凹， 它是高分辨率的色彩感知区域， 周围是低分辨率的感知区域。被 显示的图像中投影到中央凹的部 分代表聚焦区。 在仿真过程中，观察者的焦点是 无意识地动态变化的。如果能跟 踪到眼睛的动态变化，就可以探 测到焦点的变化。 人类立体视觉的生理模型
3.图形显示设备 311人类视觉系统 人类视觉系统的另一个重要特性是 固定点 左眼视图 视场( Field ofⅤiew,简称FOV)。 会案角~ 视场 只眼睛的水平视场大约150°,垂直 图像视差 视场大约120°;双眼的水平视场大 约180°,垂直视场大约120°。大 右眼视图 脑利用两只眼睛看到的图像位置的 水平位移测量深度,也就是观察者 人类立体视觉的生理模型 到场景中虚拟对象的距离 国张大學
3.1图 形 显 示 设 备 3.1.1 人类视觉系统 人类视觉系统的另一个重要特性是 视场(Field Of View，简称FOV)。一 只眼睛的水平视场大约150°，垂直 视场大约120°；双眼的水平视场大 约180°，垂直视场大约120°。大 脑利用两只眼睛看到的图像位置的 水平位移测量深度，也就是观察者 到场景中虚拟对象的距离。 人类立体视觉的生理模型
@3.1图形显示设备 31.1人类视觉系统 在视场中,眼睛定位观察者周围 的对象,例如对象A位于对象B的 A 后面。当目光集中在对象B的 固定点 左眼视图 个特征点时,聚焦在固定点F上 视轴和固定点的连线之间的夹角 会聚角; 视场 确定了会聚角。这个角度同时也 图像视差 依赖于左眼瞳孔和右眼瞳孔之间 的距离,这个距离称为内瞳距 (IPD)。IPD是人们解释真实世 右眼视图 界中距离对象远近的基线,IPD越 大,会聚角就越大。由于固定点F 对于两只眼睛的位置不同,因此 人类立体视觉的生理模型 在左眼和右眼呈现出水平位移, 这个位移称为图像视差。 国张大學
3.1图 形 显 示 设 备 3.1.1 人类视觉系统 在视场中，眼睛定位观察者周围 的对象，例如对象A位于对象B的 后面。当目光集中在对象B的一 个特征点时，聚焦在固定点F上。 视轴和固定点的连线之间的夹角 确定了会聚角。这个角度同时也 依赖于左眼瞳孔和右眼瞳孔之间 的距离，这个距离称为内瞳距 （IPD）。IPD是人们解释真实世 界中距离对象远近的基线，IPD越 大，会聚角就越大。由于固定点F 对于两只眼睛的位置不同，因此 在左眼和右眼呈现出水平位移， 这个位移称为图像视差。 人类立体视觉的生理模型