VR即Virtual Reality,意思是“虛擬現(xiàn)實(shí)”,是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。它利用計(jì)算機(jī)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(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。

　　在VR領(lǐng)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(shí)頭戴式顯示器設(shè)備”的簡(jiǎn)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(xué)設(shè)計(jì),透鏡表面設(shè)計(jì)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(dá)到增大視角、將畫面放大、增強(qiáng)立體效果的作用,讓人有身臨其境的感覺(jué)。

　　如果沒(méi)有凸透鏡做VR的眼鏡,所看到的畫面就很小,視覺(jué)效果就欠佳。因?yàn)楣馐�是從不同角度射到晶狀體上的,所以會(huì)感覺(jué)眼睛與事物的距離較遠(yuǎn),而事實(shí)上距離并沒(méi)有那么遠(yuǎn)。

　　VR眼鏡的核心是顯示技術(shù)。顯示技術(shù)包括:交錯(cuò)顯示、畫面交換、視差融合。.

　　交錯(cuò)顯示

　　交錯(cuò)顯示模式的工作原理是將一個(gè)畫面分為二個(gè)圖場(chǎng),即單數(shù)描線所構(gòu)成的單數(shù)掃描線圖場(chǎng)或單圖場(chǎng)與偶數(shù)描線所構(gòu)成的偶數(shù)掃描線圖場(chǎng)或偶圖場(chǎng)。

　　在使用交錯(cuò)顯示模式做立體顯像時(shí),我們便可以將左眼圖像與右眼圖像分置于單圖場(chǎng)和偶圖場(chǎng)(或相反順序)中,我們稱此為立體交錯(cuò)格式。

　　如果使用快門立體眼鏡與交錯(cuò)模式搭配,則只需將圖場(chǎng)垂直同步訊號(hào)當(dāng)作快門切換同步訊號(hào)即可,即顯示單圖場(chǎng)(即左眼畫面)時(shí),立體眼鏡會(huì)遮住使用者之一眼,而當(dāng)換顯示偶圖場(chǎng)時(shí),則切換遮住另一支眼睛,如此周而復(fù)始,便可達(dá)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(hào)作為快門切換同步訊號(hào)即可達(dá)成立體顯像的目的。而使用其它立體顯像設(shè)備則將左右眼圖像(以垂直同步訊號(hào)分隔的畫面)分送至左右眼顯示設(shè)備上即可。

　　視差融合

　　人之所以能夠看到立體的景物,是因?yàn)殡p眼可以各自獨(dú)立看東西,左右兩眼有間距,造成兩眼的視角有些細(xì)微的差別,而這樣的差別會(huì)讓兩眼個(gè)別看到的景物有一點(diǎn)點(diǎn)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(chǎn)生出有空間感的立體視覺(jué)效果在大腦中。

　　由于計(jì)算機(jī)屏幕只有一個(gè),而人卻有兩個(gè)眼睛,又必須要讓左、右眼所看的圖像各自獨(dú)立分開(kāi),才能有立體視覺(jué)。這時(shí),就可以通過(guò)3D立體眼鏡,讓這個(gè)視差持 續(xù)在屏幕上表現(xiàn)出來(lái)。

　　通過(guò)控制IC送出立體訊號(hào)(左眼->右眼->左眼->右眼->依序連續(xù)互相交替重復(fù))到屏幕,并同時(shí)送出同 步訊號(hào)到3D立體眼鏡,使其同步切換左、右眼圖像,換句話說(shuō),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(gè)穿透液晶鏡片,通過(guò)電路對(duì)液晶眼鏡開(kāi)、關(guān)的控制,開(kāi)可以控制眼鏡鏡片全黑,以便遮住一眼圖像;關(guān)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(shí)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(jué)暫留的生理特性,就可以看到真正的立體3D圖像。

　　VR眼鏡應(yīng)用于健康醫(yī)療

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

　　1、可視化藥物分子結(jié)構(gòu),幫助新藥研發(fā)。

　　一款VR工具——4Sight出現(xiàn),旨在幫助化學(xué)家將復(fù)雜分子的結(jié)構(gòu)可視化。

　　2、英國(guó)兒童醫(yī)院,用HoloLens進(jìn)行外科手術(shù)。

　　醫(yī)院的工作人員計(jì)劃在手術(shù)室中使用HoloLens,以便在操作過(guò)程中查看患者的治療情況。同時(shí),工作人員還將配合使用Surface Hub,實(shí)現(xiàn)電子存儲(chǔ)諸如圖表、測(cè)試和醫(yī)學(xué)圖像之類的文件。

　　3、某神經(jīng)技術(shù)公司用VR分析運(yùn)動(dòng)員大腦健康。

　　為用戶提供交互式VR內(nèi)容,支持實(shí)時(shí)反饋,以及可選擇的分級(jí)培訓(xùn)范例。這些功能/工具的主要目的,是用于早期篩查使運(yùn)動(dòng)員處于額外受傷風(fēng)險(xiǎn)的身體缺陷。此外,其還將在康復(fù)過(guò)程中為專業(yè)人員提供支持。

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