VR眼鏡原理大揭秘

VR即Virtual Reality，意思是“虛擬現(xiàn)實”，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)。它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。在VR領域里，最被大家所熟知的就是VR眼鏡了。VR眼鏡是“虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器設備”的簡稱，亦可稱為VR頭顯。

　　VR眼鏡原理

　　VR眼鏡的主要配置就是兩片透鏡。VR透鏡屬于成像光學設計，透鏡表面設計有平凸（非球面）、雙凸和凹凸效果，透鏡邊緣薄，中心厚。凸透鏡能修正晶狀體的光源的角度，使其重新被人眼讀取，達到增大視角、將畫面放大、增強立體效果的作用，讓人有身臨其境的感覺。

　　如果沒有凸透鏡做VR的眼鏡，所看到的畫面就很小，視覺效果就欠佳。因為光束是從不同角度射到晶狀體上的，所以會感覺眼睛與事物的距離較遠，而事實上距離并沒有那么遠。

　　VR眼鏡的核心是顯示技術。顯示技術包括：交錯顯示、畫面交換、視差融合。

　　交錯顯示

　　交錯顯示模式的工作原理是將一個畫面分為二個圖場，即單數描線所構成的單數掃描線圖場或單圖場與偶數描線所構成的偶數掃描線圖場或偶圖場。在使用交錯顯示 模式做立體顯像時，我們便可以將左眼圖像與右眼圖像分置于單圖場和偶圖場（或相反順序）中，我們稱此為立體交錯格式。

　　如果使用快門立體眼鏡與交錯模式搭配，則只需將圖場垂直同步訊號當作快門切換同步訊號即可，即顯示單圖場（即左眼畫面）時，立體眼鏡會遮住使用者之一眼，而當換顯示偶圖場時，則切換遮住另一支眼睛，如此周而復始，便可達到立體顯像的目的。

　　畫面交換

　　畫面交互的工作原理是將左右眼圖像交互顯示在屏幕上的方式，使用立體眼鏡與這類立體顯示模式搭配，只需要將垂直同步訊號作為快門切換同步訊號即可達成立體顯像的目的。而使用其它立體顯像設備則將左右眼圖像（以垂直同步訊號分隔的畫面）分送至左右眼顯示設備上即可。

　　視差融合

　　人之所以能夠看到立體的景物，是因為雙眼可以各自獨立看東西，左右兩眼有間距，造成兩眼的視角有些細微的差別，而這樣的差別會讓兩眼個別看到的景物有一點點的位移。而左眼與右眼圖像的差異稱為視差，人類的大腦很巧妙地將兩眼的圖像融合，產生出有空間感的立體視覺效果在大腦中。

　　由于計算機屏幕只有一個，而人卻有兩個眼睛，又必須要讓左、右眼所看的圖像各自獨立分開，才能有立體視覺。這時，就可以通過3D立體眼鏡，讓這個視差持 續(xù)在屏幕上表現(xiàn)出來。通過控制IC送出立體訊號（左眼->右眼->左眼->右眼->依序連續(xù)互相交替重復）到屏幕，并同時送出同 步訊號到3D立體眼鏡，使其同步切換左、右眼圖像，換句話說，左眼看到左眼該看到的景像，右眼看到右眼該看到的景像。

　　3D立體眼鏡是一個穿透液晶鏡片，通過電路對液晶眼鏡開、關的控制，開可以控制眼鏡鏡片全黑，以便遮住一眼圖像;關可以控制眼鏡鏡片為透明的，以便另一眼看到另一眼該看到的圖像。3D立體眼 鏡就可以模仿真實的狀況，使左、右眼畫面連續(xù)互相交替顯示在屏幕上，并同步配合3D立體眼鏡，加上人眼視覺暫留的生理特性，就可以看到真正的立體3D圖像。

　　VR眼鏡應用于健康醫(yī)療

　　VR眼鏡的應用有很多，但是健康醫(yī)療是VR眼鏡應用中不容忽視的領域。今年，也有不少關于健康醫(yī)療的VR新技術出現(xiàn)。

　　1

　　用VR可視化藥物分子結構，以幫助新藥研發(fā)。

　　9月初，一款VR工具——4Sight出現(xiàn)，旨在幫助化學家將復雜分子的結構可視化。

　　2

　　英國最大兒童醫(yī)院，用HoloLens進行外科手術。

　　醫(yī)院的工作人員計劃在手術室中使用HoloLens，以便在操作過程中查看患者的治療情況。同時，工作人員還將配合使用Surface Hub，實現(xiàn)電子存儲諸如圖表、測試和醫(yī)學圖像之類的文件。

　　3

　　某神經技術公司用VR分析運動員大腦健康。

　　為用戶提供交互式VR內容，支持實時反饋，以及可選擇的分級培訓范例。這些功能/工具的主要目的，是用于早期篩查使運動員處于額外受傷風險的身體缺陷。此外，其還將在康復過程中為專業(yè)人員提供支持。

　　2018物聯(lián)網開發(fā)者大會

　　如果你還想知道更多關于VR和健康醫(yī)療的事情，那么請不要錯過2018年12月7日舉辦的物聯(lián)網開發(fā)者大會。大會的舉辦地點在北京北辰洲際酒店。

　　在大會當天下午的“消費物聯(lián)網分論壇”上，來自浙江利爾達客斯智能科技有限公司的周震宇先生將以“物聯(lián)網健康照明，點亮人類健康之路”為題，和大家共討物聯(lián)網健康的發(fā)展前景。