2月1日消息,继上个月公开第三代北极星AR头显参考设计后,Leap Motion又发布了针对大视场角显示和光学系统的校正和调整系统。
Leap Motion写到,AR眼镜对校正和对齐的要求很高。因为在VR中,没有周围环境作为参照,人的大脑会适应和调整时间、空间的差异,而在AR中,有了周围环境的参照,对精准度的要求也就更高。
而北极星因为视场角大,对精准度的要求更高,而它的立体发散式屏显设计是使用传统径向多项式无法模仿的。
北极星头显设计图
Leap Motion提出,利用即便模型可精确模拟北极星头显光学系统的几何外形。而模拟任何光学系统的最佳方法是光线追踪,这项技术能够精准记录注视点和屏显之间的差异。
对于北极星头显来讲,为了保证低廉的成本,就要牺牲机械公差(与近眼光学系统要求相关)。为了测量这款头显的机械偏差,从而绘制和记录畸变图,Leap Motion提出通过肉眼查看了解光学系统的方法。
也就是说,以真实环境作为参照物,就可以测量总体的偏差。Leap Motion表示,利用一类名为“数值优化器”的算法,我们便可以解决光学元件的配置问题,让它尽量减少真实环境和虚拟环境之间的差异。
为了方便,Leap Motion将校正系统建在了处理光线追踪和3D渲染的基础3D环境:首先将64mm模块放进头显中,让它面向一块大LCD显示屏,屏显上的图案可以让人通过三角测距法测量屏显设备之间的位置和方向。
如此一来,就可以在头显中渲染一个颠倒的屏显,屏显在头显中的位置与真实屏显的位置相对应。如果虚拟和真实屏显能够完美匹配,它们就会互相抵消,变成白色。64mm的模块通过这种白色与纯白之间的偏差,来推算出光学系统和CAD模型之间机械偏差产生的差异。
这种方法只需要测量一次,在短时间内就能够运行完成无梯度的单纯形法(简单讲就是它通过不断移动和适应,找到可接受的偏差范围),精准度也足够好。
Leap Motion表示,这种测量方法的局限是,通过单一视角,相同的几何变性可能来自于多种光学配置,解决的办法是同时用两块摄像头拍摄单眼光学系统。
静态光学系统并不值得每台头显都去校正,而近眼显示系统的效果会受到多种因素影响,比如:眼球位置、IPD、头显工学,哪怕头显不小心移动一点都能产生影响。
通过结合光线追踪模型和眼球追踪,这些偏差就能够得到实时补偿。本文系青亭网翻译自:Leap Motion