[发明专利]一种沉入式弧形虚拟现实显示墙

说明书

技术领域

本发明属于虚拟现实显示技术领域，特别是提供了一种沉入式弧形虚拟现实显示墙，在作战指挥、模拟仿真、游戏显示、电视台、展览、大型公共演示等场所，有非常广泛的用途。

背景技术

三维空间的物体，籍由其反射的光线进入到人类眼睛的视网膜表面，便能够知道物体的存在与形状。人类视网膜的基本技能和照相摄影的原理类似，在我们的视网膜上密密麻麻地分布了上下左右二维的视神经细胞而且能够知道被观察物体的位置。然而，若想知道观察物体有关于深度(或立体)的感觉，单靠视网膜是不够的。从生理学和心理学的观点来看，人类眼睛在深度(或立体)感觉的来源有下列因素。

一、生理因素

1、两眼视差：人类眼睛两眼相距：平均65mm(瞳孔的距离)，最大角度解析度：约为0.5″(即1/120°)，最大的信号传输率：双眼的传输率为4.3×106bits/s，单一神经传输率率5bits/s。经由两眼不同位置得到的成像差异可以感知并判断被观察物体的深度。

2、光角：即两眼视线对以物体之交叉角，从观察者到对象物体之间的距离远近的不同，两眼视线的交叉角也跟随着改变。彼此激励较靠近的话，交叉角(光角)很大，反之，距离很远则交叉角变小。依照观测物的距离远近，两眼眼球的角度不得不跟随着做调整，于是便可以感觉出物体远近深度的距离大小。因此，在近距离时，视角的变化对于深度的贡献是相当大的，但是距离超过1000mm，由于视角的变化很小，眼睛已经无法感知物体的深度。

3、调节：人类眼睛构造中水晶体相当于照相机的对焦透镜，能够鼓起来将影像投影在视网膜的表面。依照水晶体鼓起程度的调整也可以感觉出对象物的深度远近。一般当对象物距离超过2000mm以上的时候，要藉此来感知对象物的深度将有困难。

目前市场上的显示器都是平面显示器，而人眼的最佳观看视角则是弧面的，平面显示器不是最适合人眼睛观看的显示形状。弧形显示器会将画面还原成有距离感的画面，使人在不带眼镜的前提下自然产生立体影像。

二、心理因素

1、当观察者和对象物移动时，因近景和远景的移动所产生的视差，叫单眼运动视差，单眼运动视差也能够提供观测者对于物体深度远近的感觉。

2、藉着在视网膜上成像大小的不同，即使是相同的物体也能分别出距离之远近。

3、从对象物三维空间的排列配置也可以组合出其深度和立体的感觉。

4、向远方的平行线做眺望时，也可以透过双眼而感觉出其远近的深度。

5、即使眺望远方之均匀排列的对象物，例如梯田或地表坡度等外形，也可以透过不同密度而得到深度的感觉。

6、当眺望同一对比度的远方物体，也可以从对比度减少的变化来判断物体的距离与深度。

7、从对象物依光线产生的阴影变化等可以感受到立体三维空间的外形。

目前的显示器均为平面显示器或略带凸形的CRT显像管显示器，眼睛从普通的显示器图像上感知图像的立体感均是通过心理因素来感知立体图像。从生理的视角上感知立体图像，目前在平面图像上采取发明人惠斯特和普利斯坦立体眼镜的办法包括极化区分法、时间区分法、波长区分法、空间区分法四种；目前在平面图像上采取不带眼镜观看立体图像的办法是美国发明人F.E.Ives提出的视差遮障法(Parallax Barrier)的原理。在平面图像上看到立体图像都是利用双眼的视差来实现的，由此两种方法衍生出很多实现立体显示的方法，但无论是哪种方法都改变了人双眼正常的观看习惯，增加了大脑和视神经对观看到的图像信号处理的习惯，是人很容易产生眩晕、眼睛疲劳和眼球干涩。

随着3D视频源技术的快速发展，3D显示技术已经成为制约3D技术发展的瓶颈，戴眼镜观看3D片源的弊端很早已经被人们认可，不带眼镜观看立体图像的视差遮障法技术近年来虽然发展很快，但大尺寸、高亮度、高分辨率技术仍然制约着视差遮障法技术的发展，尽管视差遮障法技术1903年就已经发明，但真正的商品化使用和推广也是近10年才开始的事情，而所开发出的产品也远远没有达到带眼镜观看能够达到的立体效果，距离大量商品化和走进家庭仍然有很长的路要走。