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科普虛擬現實的常用名詞,掌握VR有關知識

发布者：聯誠發 时间：2022-02-15 13:51 浏览量：3321

这篇文章聯誠發小编带大家来科普下虛擬現實的常用名詞，讓大家更直觀、更深刻的了解到VR到底是怎麽一回事！

概念名詞：

虛擬現實（VR）

VR是英语Virtual Reality的简称，中文译为虛擬現實，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。这是人工构造的，存在于计算机内部的环境。用户能够以自然的方式与这个环境交互（包括感知环境并干预环境），从而产生置身于相应的真实环境中的虚幻感，沈浸感，身临其境的感觉。

沈浸感

沈浸感是评价 VR 体验的最重要条件。沈浸感即感觉到自己真的在虚拟世界的程度。好的 VR，必然是让体验者感觉真的在一个虚拟世界，而非在眼前放了一块巨大的屏幕。沈浸感来源于很多方面，视觉是很重要的一块。VR 头显的主要作用，就是把虚拟世界以立体的方式显示在人的眼前。当一个虚拟物体在眼前，你离它近，它就显得大些，离它远就小些，从左边看能看到它的左面，从右边能看到它的右面，它冲到你眼前，你会下意识的躲开，这就是视觉上的沈浸感。除了视觉，沈浸感还应该包含多种感觉。

一种是听觉。听到背后有人喊我，回头刚好看到这个人，听觉感受到的声源位置能看到声源。VR 下的听觉需要声场技術。一种是力反馈。虚拟世界里受到了力的作用时，身体能感受到对应的力。这需要力反馈和一些运动模拟设备。还有一些其它感觉，如温度、嗅觉等。调用的感觉越多，沈浸感越好，但成本也越高。目前即便单纯视觉也可以做到不错的沈浸感。

眩動症

眩動症是VR设备带来的副作用之一，它由大脑和身体处理信息的不一致引起。人体由眼睛和内耳平衡器官来判定是否在运动中，正常情况下，二者传送给大脑的信息是统一的。但是在VR中，眼睛所见到的景象告诉大脑“我在运动”，但是内耳器官却传递给大脑静止的状态信息。Science杂志表明(Science Magazine)，大脑对这种差异的解释是：“我中毒了，这都是幻觉！”而人体会本能地产生反应来将“毒素”排出体外，也就导致了呕吐。对于很多人来说，使用VR设备时，想要跳跃或者飞其实都不是好的想法。但是这种症状也因人而异。每个人的承受能力都不同，所以并不是所有人都会眩晕呕吐。眩動症对于开发者来说也是难题之一，他们要找到方法使人们玩儿得开心而又不会引起眩晕。

技術名词：

FOV（視場角）

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。如上图所示，AOB 角就是水平视场角，BOC就是垂直视场角。也就是说：请大家睁开你们的双眼，在不转动头部的情况下四周转动眼球，是不是可以发现我们的眼睛可以看向上下左右四个方位呢？那么在头部保持静止且不翻白眼的范围内，往上看到的极限到往下看到的极限就是垂直视场角，而往左看到的极限到往右看到的极限这个范围就是水平视场角啦！而 VR 头显的视场角通常指水平视场角。

从VR体验方面来讲，FOV越大，越不容易产生眩晕，沈浸感也越强（这点在玩一些第一人称视角的枪战射击游戏中也能体验到），所以在选购PC VR的时候我们完全可以选择一些大FOV的产品，不过这并不适用在手机VR上，因为如果你的VR设备视野太过开阔，手机屏幕尺寸又过小那么在体验的时候你就会发现手机的边框，从而降低沈浸感，所以在购买手机VR产品的时候一定要看好自己手机尺寸大小以及设备FOV大小后再进行购买

余晖

余晖指人眼在觀察景物時，光信號傳入大腦神經，需經過一段短暫的時間，光的作用結束後，視覺形象並不立即消失，這種殘留的視覺稱“後像”，視覺的這一現象則被稱爲“視覺暫留”。由于人眼的視覺暫留效應，刷新率足夠高就不會察覺到屏幕只有每一幀很短時間發光。但是爲了彌補亮度的不足，每一幀內像素發光的強度要大大提升。低余晖顯示對VR頭顯的意義在于，頭動時物體的軌迹更加接近于物理世界的真實軌迹：這時頭部運動帶來的拖影會大大降低，同時也就大大減輕了暈眩感。

image.png

畸變

畸變用通俗的话来说就是图像扭曲变形，给人以中间凸出（桶形畸變）或是凹陷（负畸變）感觉，这也属于像差的一种，是由于人眼处于光学系统中的前后位置不同造成的。

为了让用户在视觉上拥有真实的沈浸感，VR设备就要尽可能的覆盖人眼的视觉范围，因此就需要在VR设备里装一个特定的球面弧度镜片。但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，即在虛擬現實中你的周边都是哈哈镜的空间，四周都是扭曲的图像。对球面镜片来说，出现畸變是不可避免的，而且随着FOV（視場角）的增大，边缘图像畸變会更加明显。

不过通过特定的算法生成畸變镜片对应的畸變图像，然后这些畸變图像在经过畸變镜片投射到人眼之后，就会变成正常的图像，类似于“负负得正”吧。当然，这种方法也有一定缺陷，由于图像在显示时边缘的图像就已经被压缩了，因此经过透镜后虽然消除了畸變，但空缺的信息无法恢复，会出现清晰度下降的问题。北并且因为每一帧都要经过软件的后处理，对硬件性能的要求也更高，这也是为什么HTC Vive和Oculus对电脑配置要求比较高的原因。

延遲

VR“延遲”(delay)是指从人的头部移动开始一直到头显设备(HMD)的光学信号映射到人眼上面全部的等待时间(latency time)。延遲会影响玩家的注意力，延遲较大的时候会产生晕动症，也就是俗称的晕车晕船。其原理是视觉接受的自身的身体状态，与负责感知身体状态的中耳前庭器官不一致，中枢神经对这一状态的反馈就是恶心，来提醒身体状态的异常。简单来说，戴上VR头显移动头部的时候，由于延遲，视觉观察到的变化比身体感觉到的慢慢，产生冲突继而造成晕眩。这个延遲只有控制在20ms以内，人体才不会有排斥反应。同时超过20ms也不一定就会造成晕眩恶心，就像有些人晕车有的人不晕，每个人的体质对延遲的敏感度和排斥反应的大小不同。

物距和瞳距

物距調節，調節屏幕和眼睛之間的距離，類似于近視/遠視調節。對于VR設備的物距調節主要是前後調節，大部分的VR設備都兼容0-600度近視。

瞳距調節則是對兩眼之間的距離進行調節，主要的作用是減少重影，對于VR設備的物距調節主要是左右調節。


所謂的物距調節，就是調節屏幕和眼睛的距離，也叫作近視/遠視調節，適合不同眼鏡度數的用戶。

而瞳距調節則是對兩眼之間的距離進行調節，主要的作用是減少重影，看上方的動圖其實就已經完全明白了。


關鍵字：

VR  虛擬現實  元宇宙  LED顯示屏  LED屏幕  

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