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虚拟现实(VR)技术名词解释

2020-01-19 17:45:36 原创

一、视觉相关技术

1、分辨率

分辨率(resolution)就是屏幕图像的精密度,是指显示器所能显示的像素的多少。由于屏幕上的点、线和面都是由像素组成的,显示器可显示的像素越多,画面就越精细,同样的屏幕区域内能显示的信息也越多,所以分辨率是个非常重要的性能指标之一。可以把整个图像想象成是一个大型的棋盘,而分辨率的表示方式就是所有经线和纬线交叉点的数目。


2、刷新率

刷新率是指电子束对屏幕上的图像重复扫描的次数。刷新率越高,所显示的图象(画面)稳定性就越好。刷新率高低将直接决定其价格,但是由于刷新率与分辨率两者相互制约,因此只有在高分辨率下达到高刷新率这样的显示器才能称其为性能优秀。注意,虽然它的计算单位与垂直扫描频率都是Hz,但这是两个截然不同的概念。75Hz的画面刷新率是VESA规定的最基本标准,这里的75Hz应是所有显示模式下的都能达到的标准。


3、延迟

由于数据传输、图形计算等因素的影响,导致用户接收到的图片或文字产品拖延的现象称之为延迟。在虚拟现实中,延迟可导致用户产生眩晕感,影响虚拟现实设备的使用效果。

虚拟现实系统中,用户需要通过头戴显示器(虚拟现实设备)感受虚拟世界。虚拟现实设备可以将用户与周围的现实环境隔离开,使用户产生强烈的沉浸感。在使用虚拟现实设备时,为了实时更新所要显示的虚拟环境,必须使用位置跟踪器跟着用户的头部运动。在理想的条件下,虚拟现实设备响应用户头部运动及更新显示内容的时间应该为零。但是由于数据传输、图形计算等因素的影响,会导致一定的时间延迟,导致用户在体验虚拟现实设备时产生眩晕感。

4、晕动症

眩晕感最基本的问题就是“视错症”(motion-sickness problem)本质上和晕车晕船晕机没有什么区别,当人眼前所接受的视觉信号与前庭平衡器官所接受的运动信号不匹配就会引发眩晕和恶心的症状。VR的头戴眼镜的视觉反应跟不上头部速度,就会产生严重的眩晕。也就是说当你的大脑从视觉系统接收到运动的景象时,会默认是因为你的身体运动造成的。这样会指挥你的手脚进行相应的运动。然后小脑放射特定的生物信号来在运动中保持平衡,如果传递的信号不一样就会发生紊乱。举个例子,当你坐在车里或船上的时候,你接受到的视觉信号其实是一直运动的,但是你的身体一直没动。大脑并没有支配手脚运动,没有反射电流回馈到小脑。但小脑接收到视觉信号是动的。动了就要保持平衡啊。所以这家伙就给大脑回馈错误的平衡信息。大脑一听,不干啊,我是大脑,你是小脑,比我小一级,我还能听你的,所以,就拒绝。然后身体其他器官就紊乱了。因为管事的意见不合啊。这就是为什么人会晕船,晕车。 但是并不是所有人都这样,只有一本分人小脑和大脑老闹意见。 所以有人就不晕车。


5、帧数

帧数就是在1秒钟时间里传输的图片的量,也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次,通常用fps(Frames Per Second)表示。每一帧都是静止的图象,快速连续地显示帧便形成了运动的假象。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。帧数 (fps) 越高,所显示的动作就会越流畅。 但是文件大小会变大。


6、焦距

焦距,是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式,指平行 光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离。亦是照相机中,从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。具有短焦距的光学系统比长焦距的光学系统有更佳聚集 光的能力。简单的说焦距是焦点到面镜的中心点之间的距离。


7、物距

在物理学中,物距就是指物体到透镜光心的距离。用英文字母 u表示。对于透镜而言,通过光心且与光轴垂直的平面,即是物方主平面也是像方主平面重合。物距与像距存在共轭关系,物距越远,像距越近;相反,物距越近, 像距越远。在进行光学计算时,严格地讲,物距应为被摄体平面与镜头前主面间的距离。


8、瞳距

瞳距就是瞳孔的距离,正常人的双眼注视同一物体,物体分别在两眼视网膜处成像,并在大脑视中枢重叠起来,成为一个完整的、具有立体感的单一物体,这个功能叫双眼单视。但是,婴幼儿在双眼单视形成过程中,很容易受外界因素影响,致使一眼注视目标,另一眼偏斜而不能往同一目标上看,于是就产生了斜视。医学上将眼球注视物体时向内侧斜视,称为内斜,也就是人们俗称的“斗鸡眼”。

配戴眼镜时需要测量瞳距,瞳距分为:远用瞳距,近用瞳距,常用瞳距。测定时,是按一定的距离测出这三种瞳距的。

对于近视眼或者远视眼患者,配眼镜时,需要考虑这个参数。即两块镜片中心的距离(光学中心距离)应当与患者的瞳距相配合,否则,即使度数正确,患者戴上眼镜后也会有不适的感觉,并且影响视力。


9、色差

色差(Chromatic aberration;chromatic aberration): 色差又称色像差,是透镜成像的一个严重缺陷,色差简单来说就是颜色的差别,发生在以多色光为光源的情况下,单色光不产生色差。

CA(Chromatic Aberration)即色差,CA(Area)值用来衡量图像的色差水平,这个值越低说明品质越好。 0-0.5:可以忽略,肉眼难以辨认出; 0.5-1.0:很低,只有受过长期专业训练的人才能勉强发现;1.0-1.5:中等,高倍率输出时时常看到,中等镜头的表现;大于1.5:严重,高倍率输出时非常明显,镜头表现糟糕。


10、PPI

Pixels Per Inch所表示的是每英寸所拥有的像素(Pixel)数目。因此PPI数值越高,即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。当然,显示的密度越高,拟真度就越高。

Pixels Per Inch是图像分辨率的单位,图像PPI值越高,画面的细节就会越丰富,因为单位面积的像素数量更多,所以数码相机拍出来的图片因品牌或生产时间不同可能 有所不同,常见的有72PPI,180PPI和300PPI,默认出来就是这么多(A710拍出的是180PPI)。 DPI(Dots Per Inch)是指输出分辨,针对于输出设备而言的,一般的激光打印机的输出分辨率是300DPI-600DPI,印刷的照排机达到1200DPI-2400DPI,常见的冲印一般在150DPI到300DPI之间。


11、畸变

畸变指畸形地变化。在虚拟现实里指图像在最大化的覆盖人的视觉范围时有没有扭曲。

在虚拟现实系统中是指虚拟现实设备镜片畸变。为了让用户在视觉上拥有真实的沉浸感,虚拟现实设备就要尽可能的覆盖人眼的视觉范围,因此就需要在虚拟现实设备装一个特定的球面弧度镜片,但是利用弧形镜片将传统的图像投射到人的眼中时,图像是扭曲的,人眼就没有办法获得虚拟空间中的定位,即在虚拟现实中你的周边都是哈哈镜的空间,四周都是扭曲的图像。要解决这个问题,就要先扭转图像,通过特定的算法生成畸变镜片对应的畸变图像,然后这些畸变图像在经过畸变镜片投射到人眼之后,就会变成正常的图像,从而让人感觉到真实的位置投射以及大视角范围的覆盖。


12、视场角

视场角, 英文 field of view,简称FOV。在显示系统中,视场角就是显示器边缘与观察点(眼睛)连线的夹角。


13、SparseLightVR

经过很长的一段时间摸索,虚拟现实终于出现在消费者面前,HTC Vive,三星 Gear VR 和 Oculus Rift 竞相让消费者沉浸到虚拟环境中。但当前的头显还有存在一个不足点——视野窄。微软研究院的一个团队已经发现了一种简单廉价的方法“SparseLightVR”改善虚拟现实体验,通过使用LED阵列扩大用户的视野。


14、渲染

渲染(Render)在电脑绘图中是指:用软件从模型生成图像的过程。模型是用严格定义的语言或者数据结构对于三维物体的描述,它包括几何、视点、纹理以及照明信息。图像是数字图像或者位图图像。渲染这个术语类似于“艺术家对于场景的渲染”。另外渲染也用于描述:计算视频编辑文件中的效果,以生成最终视频输出的过程。


15、OLED

有机发光二极管又称为有机电激光显示(Organic Light-Emitting Diode,OLED),OLED显示技术具有自发光的特性,采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光。


16、余晖效应

视觉暂留现象(Visual staying phenomenon,duration of vision)又称“余晖效应”。人眼在观察景物时,光信号传入大脑神经,需经过一段短暂的时间,光的作用结束后,视觉形象并不立即消失,这种残留的视觉称“后像”,视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。