基于增强现实显示技术的研究

0引言
AR(增强现实)将计算机产生的虚拟图像与用户看到的真实场景进行有机融合,被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验[1]。在AR系统中,虚拟图像应该自然融入到真实场景中,也就是说,虚拟图像应该显示在人眼聚焦的位置。因此,如何提高AR显示的舒适感是研究的重点。在AR显示中,有两种不同的方法能够将虚拟图像和真实3D (三维)场景融合在一起。第一种是使用AR显示器,通过摄像机拍摄获取真实场景信息,并与计算机生成的虚拟图像一起显示。另外一种是光学透明全息显示,即观察者通过透明的图像融合元件直接观察到真实场景。近年来,一些光学透明显示器,例如,谷歌眼镜,显示了比较好的成像质量,但是该装置基于双目视差原理,存在着双眼集合与单眼调节的冲突,容易引起疲劳[2]。针对该问题国内外研究团队提出了相关的解决方案。
1基于双目视差原理的头盔立体显示技术人的左眼和右眼之间存在一定的距离,当我们观看三维物体时,在左右眼视网膜上的成像略有不同,这种差异就是双目视差。人的大脑对视网膜传递过来的具有差异的图像进行融合,获取到三维物体的深度关系,形成立体感,这就是基于双目视差形成立体视觉的原理[3]。
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头盔式立体显示将两个显示屏放置在观看者双眼前,观看者的双眼只能看到显示在对应显示屏上的左右视差图。这种显示技术存在单用户性、容易引起视疲劳等问题。
2基于非双目视差原理的AR显示技术
基于非双目视差原理的三维显示技术主要有全息显示技术、集成成像立体显示技术和体3D显示技术等。
水性万能胶2.1基于全息光学元件的AR显示技术
全息光学元件以全息技术为基础,全息技术的含义是光波的相位信息和振幅信息的完整记录,全息技术是两步成像过程:第一步是物体光波的记录过程,利用干涉原理将物体发出的光波以干涉条纹的形式记录下来;第二步是物体光波的再现过程,当用相干光源照射全息图时,基于衍射原理可以重现原始物光波,形成原物体的再现像[4]。AR显示将虚拟图像和真实场景结合在一起,使用全息图作为虚拟图像可以提供最理想的深度信息,消除了视疲劳的问题。
韩国国立首尔大学的GANG LI等人提出了使用全息光学元件实现AR显示[5],全息光学元件的记录和再现原理如图1所示。
平面参考光(Ref.1)和平面物光(Sig.1)完成第一块HOE(全息光学元件)的记录,平面参考光(Ref.
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2)和球面物光(Sig.2)完成第二块HOE的记录,这
基于增强现实显示技术的研究
李永斌,周广辉牙齿修复体
(中央军委政法委员会侦查技术中心,北京市100120)
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摘要根据实现原理的不同,AR(增强现实)显示技术可分为基于双目视差原理的头盔立体显示技术和基于非双目视差原理的AR显示技术。基于非双目视差原理的AR显示技术主要包括基于全息光学元件的AR显示技术和基于集成成像的AR显示技术。文章对其工作原理和优缺点进行对比分析,认为基于非双目视差原理的AR显示技术可以消除疲劳,舒适性较好。
塑料水塔关键词AR(增强现实);双目视差;非双目视差

本文发布于:2024-09-23 03:10:14,感谢您对本站的认可!

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