2016年以來,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正與制造、教育、文化、軍事、醫(yī)療等多行業(yè)進(jìn)行著深度技術(shù)融合,不斷改造著行業(yè)應(yīng)用模式。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品全景感知和沉浸體驗(yàn)的不斷完善,虛擬現(xiàn)實(shí)各行業(yè)用戶對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的指標(biāo)要求也不斷提高,因此需加快虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)設(shè)備的檢測工作,發(fā)揮其在衡量和引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展方面的標(biāo)尺和標(biāo)桿作用,使其擔(dān)當(dāng)起促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重任。
虛擬現(xiàn)實(shí)終端檢測產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
虛擬現(xiàn)實(shí)終端檢測的內(nèi)涵
1.基本概念。虛擬現(xiàn)實(shí)是融合三維顯示技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、三維建模技術(shù)、傳感測量技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)等多種前沿技術(shù)的綜合技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)以臨境、交互性、想象為特征,創(chuàng)造了一個(gè)虛擬的三維交互場景,用戶借助特殊的輸入輸出設(shè)備,可以體驗(yàn)虛擬世界并與虛擬世界進(jìn)行自然的交互。廣義的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(AR)、混合現(xiàn)實(shí)(MR)技術(shù)。其中,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是以虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互、三維注冊(cè)為特征,將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體或其它信息疊加到真實(shí)世界中,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的“增強(qiáng)”?;旌犀F(xiàn)實(shí)技術(shù)是指將虛擬世界和真實(shí)世界合成創(chuàng)造一個(gè)新的三維世界,物理實(shí)體和數(shù)字對(duì)象并存實(shí)時(shí)相互作用的技術(shù)。本白皮書中在不刻意區(qū)分的情況下,用“虛擬現(xiàn)實(shí)”指代包含VR、AR、MR在內(nèi)的全部內(nèi)容。隨著技術(shù)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)的持續(xù)發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)的概念不斷演進(jìn)。業(yè)界對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的研討不再拘泥于特定終端形態(tài),而是強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)與應(yīng)用落地的融合創(chuàng)新。
虛擬現(xiàn)實(shí)終端檢測是應(yīng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)而產(chǎn)生的。廣義上的虛擬現(xiàn)實(shí)終端檢測是指對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)的設(shè)備、技術(shù)及數(shù)字內(nèi)容等方面進(jìn)行檢測和評(píng)估,檢測方式可包含硬件測試、軟件測評(píng)、調(diào)查評(píng)估等多種方式。狹義上的虛擬現(xiàn)實(shí)終端檢測是指對(duì) VR/AR 顯示設(shè)備和 VR/AR 交互設(shè)備(跟蹤定位設(shè)備,姿態(tài)捕捉設(shè)備,力觸覺交互設(shè)備,嗅覺、運(yùn)動(dòng)覺與人人交互裝置等)兩大類產(chǎn)品的關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)的檢測,其中以VR/AR 顯示設(shè)備的檢測最為常見。
2.虛擬現(xiàn)實(shí)檢測的意義。虛擬現(xiàn)實(shí)檢測技術(shù)對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)的快速發(fā)展,急需一套標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)規(guī)范與測量手段來對(duì)這些大量的產(chǎn)品進(jìn)行描述與約束。首先,精確、快速的檢測技術(shù)是確保虛擬環(huán)境真實(shí)性和強(qiáng)烈沉浸感的基石。其次,虛擬現(xiàn)實(shí)檢測技術(shù)的發(fā)展有利于不同企業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備規(guī)范化,促進(jìn)形成虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)規(guī)范。最后,虛擬現(xiàn)實(shí)檢測技術(shù)可以引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新,促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r
我國虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)正處于初級(jí)發(fā)展階段,專業(yè)的虛擬現(xiàn)實(shí)檢測機(jī)構(gòu)較少?,F(xiàn)階段,以高校實(shí)驗(yàn)室(如北航、北京理工、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)等)和企業(yè)(如歌爾、小鳥看看、 HTC 等)內(nèi)部檢測為主。下面,簡要介紹國內(nèi)的重點(diǎn)虛擬現(xiàn)實(shí)檢測機(jī)構(gòu)和檢測企業(yè)。
1.(南昌)北京理工大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)標(biāo)準(zhǔn)檢測與評(píng)測中心。2016 年 10 月北京理工大學(xué)作為國家重要的虛擬現(xiàn)實(shí)研究機(jī)構(gòu),與南昌市政府通力合作成立(南昌)北京理工大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)標(biāo)準(zhǔn)檢測與評(píng)測中心,該中心隸屬于北京理工大學(xué)北京市混合現(xiàn)實(shí)與新型顯示工程技術(shù)研究中心,對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)的基礎(chǔ)研究工作與產(chǎn)業(yè)發(fā)展工作進(jìn)行探索與支持。
作為南昌虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)基地重要支撐,同時(shí)也是基地內(nèi)唯一的虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范機(jī)構(gòu),中心代表南昌虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)基地參與《信息技術(shù):虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備通用規(guī)范》等首批虛擬現(xiàn)實(shí)國家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作,自主研發(fā)一系列虛擬現(xiàn)實(shí)檢測設(shè)備。
2.南昌虛擬現(xiàn)實(shí)檢測技術(shù)有限公司。南昌虛擬現(xiàn)實(shí)檢測技術(shù)有限公司以南昌市紅谷灘新區(qū)管理委員會(huì)與北京理工大學(xué)于共同簽訂虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)合作共建協(xié)議為契機(jī),于2017年1月成立,服務(wù)于虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)建設(shè),即中國南昌虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)基地標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。
經(jīng)過江西省市場監(jiān)督管理局專家評(píng)審組的現(xiàn)場評(píng)審,南昌虛擬現(xiàn)實(shí)檢測技術(shù)有限公司于2019 年6 月25 日獲得CMA檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定證書,成為全國首個(gè)獲得虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)資質(zhì)認(rèn)定證書的檢測機(jī)構(gòu)。CMA認(rèn)定標(biāo)志著公司可正式開展業(yè)務(wù),擁有向社會(huì)出具具有證明作用的第三方公正數(shù)據(jù)和結(jié)果的資質(zhì),具備了虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品、技術(shù)等行業(yè)的檢驗(yàn)檢測資質(zhì),擁有虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域檢測能力,為虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)及技術(shù)發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。
國外發(fā)展?fàn)顩r
目前,國外專門針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)檢測、提供認(rèn)證的公司或機(jī)構(gòu)尚未見公開報(bào)導(dǎo)。通常情況下,國外虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備檢測采用美國聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)認(rèn)證;此外,也有部分虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)企業(yè)研發(fā)了相應(yīng)的檢測儀器。
1.FCC檢測認(rèn)證。FCC通過控制無線電廣播、電視、電信、衛(wèi)星和電纜來協(xié)調(diào)國內(nèi)和國際的通信,確保與生命財(cái)產(chǎn)有關(guān)的無線電和電線通信產(chǎn)品的安全性,同時(shí)負(fù)責(zé)無線電應(yīng)用產(chǎn)品、通信產(chǎn)品和數(shù)字產(chǎn)品等設(shè)備認(rèn)可方面的事務(wù)。采用無線頻譜資源進(jìn)行通信的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品在美國的發(fā)行與流通必須經(jīng)過 FCC 認(rèn)證,通過產(chǎn)品傳導(dǎo)、輻射等性能的測試。
2.芬蘭 OptoFidelity(歐拓飛) 公司。2017年2月,美國美國保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室(UL)集團(tuán)麾下的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)測試軟件開發(fā)商Futuremark(評(píng)測先鋒)與全球認(rèn)可的機(jī)器人輔助測試和質(zhì)量控制先驅(qū)歐拓飛公司共同發(fā)布了其協(xié)作開發(fā)的綜合性 VR 延遲測試平臺(tái)。該平臺(tái)包含VRMark 和歐拓飛的 VR“萬用表” 頭戴顯示設(shè)備解決方案, 可以測試出關(guān)鍵的 VR 性能參數(shù),比如運(yùn)動(dòng)延遲、 像素留存和掉幀等。該平臺(tái)最核心的測試方案,便是可以在 3D 渲染的環(huán)境中測量運(yùn)動(dòng)延遲,對(duì)每一幀進(jìn)行分析以發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致延遲的原因,展示3D引擎、VR應(yīng)用程序接口和圖形處理器(GPU)所消耗的時(shí)間。此外,該解決方案還提供了兩種硬件設(shè)計(jì),一種是完整頭戴式顯示器(HMD) 測試,另一種是移動(dòng)設(shè)備 VR 測試。通過添加模組,該平臺(tái)也可以測試增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)方案。該平臺(tái)硬件功能包括高精度構(gòu)架,可以實(shí)現(xiàn)精確動(dòng)作控制和高度的測試可重復(fù)性,并可以通過測試序列進(jìn)行完全自動(dòng)化的整合測試。
同時(shí),歐拓飛還研發(fā)了 OptoFidelity HMD IQ 測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于基于菲涅爾透鏡、光波導(dǎo)及曲面反射鏡的近眼顯示器(NED)。其中,HMD IQ 的關(guān)鍵部分為HMD Eye的成像裝置, HMD Eye 由校準(zhǔn)相機(jī)和專用鏡頭組合。通過HMD IQ 測試系統(tǒng),可檢測近眼顯示器的眼動(dòng)范圍、瞳孔間距、視場角(FOV,高達(dá)120度)、幾何失真、色差、調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)、 棋盤格對(duì)比度、色度差異和相對(duì)亮度等重要虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備參數(shù)指標(biāo)。
3.日本 Konica Minolta(柯尼卡美能達(dá))公司。2018年2月,柯尼卡美能達(dá)旗下的照明和顯示設(shè)備視覺測試與檢測系統(tǒng)的領(lǐng)先提供商Radiant Vision Systems宣布發(fā)布一款ProMetric 成像亮度計(jì)和色度計(jì)使用的全新 AR/VR 鏡頭。該 AR/VR 鏡頭采用緊湊的硬件和模擬人眼大小及其在頭戴式設(shè)備內(nèi)位置的光圈設(shè)計(jì),并配備寬視場光學(xué)元件,使所連接的成像系統(tǒng)能夠采集顯示器多達(dá)120度的水平視場,涵蓋人類目視覺的平均范圍以及大多數(shù)AR/虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的視場。配合ProMetric成像亮度計(jì)和色度計(jì),可用于測量虛擬現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭戴式設(shè)備內(nèi)NED的視覺質(zhì)量。此測量方案是一款緊湊的相機(jī)/鏡頭總承包解決方案,最大限度地減少了設(shè)置和集成時(shí)間、設(shè)備和專業(yè)知識(shí)方面的需求。
虛擬現(xiàn)實(shí)終端檢測的關(guān)鍵指標(biāo)
虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備清晰度性能關(guān)鍵指標(biāo)
1.虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備的有效像素比(Effective pixelratio)是指能夠被人眼看到的像素?cái)?shù)量與顯示元件整體像素?cái)?shù)量的比值。
在整體像素?cái)?shù)量(即顯示分辨率)固定的情況下, 有效像素比決定了人眼實(shí)際看到的像素?cái)?shù)量,直接影響設(shè)備清晰度。一般要求設(shè)備有效像素比大于 65%。
2.顯示分辨率(Display resolution)是指虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備單個(gè)顯示元件輸出圖像的分辨率。
顯示分辨率是虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備顯示屏的關(guān)鍵性能指標(biāo),直接影響虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備顯示顆粒感強(qiáng)弱,是決定設(shè)備清晰度的重要因素之一。一般,顯示分辨率應(yīng)大于 1200 像素×1080 像素。目前市場上,愛奇藝VR iQIYI-A2 和Pico G2 4K均采用3840像素×2160像素的4K超高清顯示屏。
3.角分辨率(Pixels per degree)是指在用戶視野中,沿某一方向,每個(gè)單位角度內(nèi)能夠看到的顯示設(shè)備所輸出像素的數(shù)量。
PPD 直接影響用戶在使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備時(shí)所感受到的清晰度。人眼正常視力下的分辨能力是 60PPD,即頭戴式顯示設(shè)備產(chǎn)品的角分辨率越接近 60PPD,產(chǎn)品的成像清晰度就越接近人眼的分辨極限,人眼看圖像就覺得越清晰。
虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備沉浸感性能
關(guān)鍵指標(biāo)
1.視場角(Field of view)是指虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備所形成的圖像中,人眼可觀察到圖像的邊緣與觀察點(diǎn)(人眼瞳孔中心)連線的夾角。
視場角決定了人眼能觀看的場景范圍。目前,市場上HTC Vive Pro、 華為 VR2、愛奇藝 VR、 PICO、小米 VR、 大朋 P1 PRO 等虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備視場角在 100°—120°。通常,視場角越大,體驗(yàn)越好。一般視場角需要達(dá)到110°,能達(dá)到較好的體驗(yàn)效果。但是,實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用需要折中考慮設(shè)備視場角大小與設(shè)備體積、視覺畸變程度以及設(shè)備成本等實(shí)際因素。
2.屏幕刷新率(Screen refresh rate)是指屏幕上每秒內(nèi)圖像更新的次數(shù)。這一指標(biāo)與 VR 延遲有直接的關(guān)系,即直接影響用戶體驗(yàn)。 VR 延遲是指從人的頭部移動(dòng)開始一直到頭戴式顯示設(shè)備的光學(xué)信號(hào)映射到人眼上面全部的等待時(shí)間。當(dāng)延遲較大,會(huì)引起設(shè)備用戶暈眩等不適。
刷新率的高低對(duì)保護(hù)眼睛很重要,當(dāng)刷新率低于60Hz的時(shí)候,屏幕顯示會(huì)有明顯的抖動(dòng),一般要到 72Hz 以上才能較好的保護(hù)眼睛。目前,HTC Vive Pro、三星炫龍頭戴式顯示設(shè)備均采用 90Hz 的刷新率。
3.跟蹤模式(Tracking mode)是指虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備能夠被跟蹤的自由度多少,可以分為無跟蹤、三自由度(3DoF) 跟蹤、六自由度(6DoF)跟蹤三種模式。 自由度是設(shè)備在自由空間移動(dòng)的不同基本方式。
虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備自由度越高,用戶的沉浸式體驗(yàn)效果越好。3DoF VR產(chǎn)品,只能感知到頭部的轉(zhuǎn)動(dòng),而對(duì)用戶在空間中的位移無能為力,進(jìn)而導(dǎo)致無法用自然的身體動(dòng)作來變換視角或進(jìn)行交互; 而對(duì)于6DoF的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備, 用戶可以在虛擬現(xiàn)實(shí)世界內(nèi)不受拘束地自由移動(dòng),從站起、蹲下、前后移動(dòng)任意角度觀察物體,甚至在 VR 空間內(nèi)行走。 對(duì)于支持跟蹤的頭戴式顯示設(shè)備,至少支持3DoF,推薦支持6DoF。目前,市場大朋 P1 PRO等大部分 VR 一體機(jī)設(shè)備支持 3DoF;Pico Neo VR 一體機(jī)內(nèi)建高精度頭部 6DoF 空間定位功能,商用版Pico Neo還支持6DoF手柄雙手位置追蹤, Oculus Quest支持 6DoF 的頭部和手部跟蹤。
4.動(dòng)顯延遲(Motion-to-photo latency)是指從用戶運(yùn)動(dòng)開始,一直到對(duì)應(yīng)的圖像變化并通過頭戴式顯示設(shè)備映射到人眼上面全部的時(shí)間。
一般要求動(dòng)顯時(shí)延低于20ms。 降低動(dòng)顯時(shí)延, 一方面需要提高顯示器的屏幕刷新率至 75Hz 以上,另一方面需要升GPU的渲染性能。目前, 為降低 GPU 負(fù)載,瑞典Tobii 公司是與美國英偉達(dá)合作開發(fā)用于VR頭戴式顯示設(shè)備的 Tobii眼動(dòng)追蹤硬件可實(shí)現(xiàn) VR 圖形渲染降低 57%的 GPU 負(fù)載;美國 Oculus公司開發(fā)減少 VR 頭戴式顯示設(shè)備動(dòng)顯延遲的專用組件, 取代部分 GPU 功能,實(shí)現(xiàn)改良頭戴式顯示設(shè)備用戶體驗(yàn)。
5.傳輸速度(Transmission speed)是指為滿足虛擬現(xiàn)實(shí)畫質(zhì)及畫面流暢度等觀看要求的虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率性能。
虛擬現(xiàn)實(shí)傳輸速度是影響虛擬現(xiàn)實(shí)高清晰度視頻播放流暢程度的重要因素,與視頻卡頓、延遲等有密切關(guān)系。通常,虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的內(nèi)容包含海量信息的立體虛擬環(huán)境,同時(shí)需要滿足用戶間、用戶與虛擬環(huán)境中空間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、交互傳輸。當(dāng)下, 5G 高速無線通信技術(shù)的快速發(fā)展為打造高速、低時(shí)延的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)際應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。為了提高用戶觀看體驗(yàn)(按照 8K 全景視頻),通常要求 100—300Mbps 的傳輸速度。
虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備功耗與續(xù)航時(shí)間指標(biāo)
1.功耗(Power Consumption)是指虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備在單位時(shí)間中所消耗的能源數(shù)量,常用瓦特表示,可分為工作功耗與待機(jī)功耗。
目前,市場虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴現(xiàn)實(shí)設(shè)備多采用可充電鋰電池供電, 虛擬現(xiàn)實(shí)手柄一般采用 5 號(hào)或者 7 號(hào)電池。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和設(shè)備的不斷升級(jí)進(jìn)步,為輕量化設(shè)計(jì)、提高用戶使用舒適度,低功耗虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的需求也越來越迫切。功耗應(yīng)由產(chǎn)品說明書規(guī)定,與產(chǎn)品說明書標(biāo)明值誤差不超過15%。
2.虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的續(xù)航時(shí)間(Life time) 是指不充電的情況下最大觀影、游戲等應(yīng)用體驗(yàn)時(shí)間。
電影模式下續(xù)航時(shí)間應(yīng)大于120min,游戲模式下續(xù)航時(shí)間應(yīng)大于60min。目前,市場產(chǎn)品提高續(xù)航時(shí)間的方法主要有:提高GPU性能,降低設(shè)備功耗或者設(shè)計(jì)專業(yè)組件代替高功耗的GPU;增大電池容量或者設(shè)備支持邊用邊充電模式。
虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備其他性能參數(shù)指標(biāo)
1.光學(xué)/顯示/成像指標(biāo)。
(1)虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備的瞳距范圍(Inter-pupillarydistance range) 是指兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)(分別給雙目使用)的光軸之間距離的可調(diào)節(jié)范圍。虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)的雙目入射光瞳中心距離 PD 是可調(diào)節(jié)的,其最大及最小可調(diào)節(jié)距離即為瞳距范圍。如果設(shè)備瞳距可調(diào),最大瞳距應(yīng)不超過 75mm,并且最小瞳距大于等于 50mm;如果設(shè)備瞳距不可調(diào),瞳距值應(yīng)在 50mm—75mm之間。
(2)出瞳距離(Exit pupil distance)為出瞳平面與光軸交點(diǎn)到虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備的光學(xué)目鏡鏡片外表面(靠近人眼一側(cè))的距離。通常情況下,虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的出瞳距離應(yīng)不小于10mm。
(3)出瞳直徑(Exit pupil diameter)為出瞳平面內(nèi)能夠看全整個(gè)圖像的人眼可移動(dòng)范圍的內(nèi)切直徑。 若產(chǎn)品說明書沒有標(biāo)示出瞳距離,在出瞳距離為 10mm 的位置上出瞳直徑應(yīng)不小于 4mm;如果標(biāo)示出瞳距離,在標(biāo)示出瞳距離的位置上出瞳直徑應(yīng)不小于 4mm。
(4)畸變(Image distortion)是指成像過程中所產(chǎn)生的圖像像元的幾何位置相對(duì)于參照系統(tǒng)發(fā)生的擠壓、伸展、偏移和扭曲等,使圖像的幾何位置、尺寸、形狀、方位等發(fā)生的改變。通過軟件算法對(duì)視頻圖像校正畸變之后,在0.3倍全視場角下,畸變應(yīng)不大于5%。
(5)色散(Chromatic aberration)是指通過虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)觀察圖像像元產(chǎn)生的圖像時(shí),產(chǎn)生的不同顏色分離及色彩失真的程度。在0.3倍全視場角下,色散應(yīng)不大于3%。
(6)視度(Diopter)是指虛像位置與出瞳平面之間距離的倒數(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備視度的調(diào)整方式為雙目同時(shí)調(diào)節(jié)或雙目分別調(diào)節(jié),可調(diào)范圍大于等于6視度。
(7)亮度對(duì)比度(Luminance contrast)是指虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備顯示元件中心位置在純白圖像和純黑圖像下的亮度的比值。當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備采用液晶顯示屏(LCD)或者有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示屏,采用 LCD 的設(shè)備亮度對(duì)比度應(yīng)大于等于 300:1, 采用 OLED 的設(shè)備亮度對(duì)比度應(yīng)大于等于 1000∶1。
(8)虛像距離(Virtual image distance)是指虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備所成虛像平面到出瞳(人眼瞳孔)的距離。一般虛像距離大于等于0.3m。
2.定位追蹤指標(biāo)。
(1)移動(dòng)跟蹤范圍(Tracking area)是指虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備在移動(dòng)位置時(shí),能夠跟蹤的區(qū)域,通常以跟蹤區(qū)域面積來描述。一般,虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備跟蹤范圍小于3m×3m為桌面尺度跟蹤,大于等于3m×3m跟蹤范圍的為房間尺度跟蹤。具體設(shè)備要求因產(chǎn)品而異。
(2)角度漂移(Drift)是指虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備經(jīng)過隨機(jī)旋轉(zhuǎn)回到原位后,跟蹤系統(tǒng)所測得的姿態(tài)與初始姿態(tài)之間的差值。 通常要求角度漂移量不超過18°。
(3)角度采樣頻率(Angular sampling frequency)是指角度傳感設(shè)備的采樣頻率。通常要求角度傳感設(shè)備的角度采樣頻率大于等于60Hz。
(4)位置采樣頻率(Position sampling frequency)指位置跟蹤系統(tǒng)的采樣頻率。通常要求位置跟蹤系統(tǒng)的角度采樣頻率大于等于60Hz。
(5)轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤誤差(Rotation tracking error)是指虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備在發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí),跟蹤系統(tǒng)所測得的姿態(tài)與實(shí)際姿態(tài)的平均偏差。通常,虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備角度跟蹤誤差應(yīng)保證每轉(zhuǎn)動(dòng) 10°,誤差不超過2°。
(6)移動(dòng)跟蹤誤差(Translation tracking error)是指虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備發(fā)生位移時(shí),跟蹤系統(tǒng)所測得的位移與實(shí)際位移的平均偏差。一般虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備移動(dòng)跟蹤誤差每移動(dòng)100mm 誤差應(yīng)不超過5mm。
虛擬現(xiàn)實(shí)終端檢測未來展望
(一)虛擬現(xiàn)實(shí)檢測行業(yè)市場需求潛力巨大。國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)市場具有良好前景。國外多家大型市場研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì),2020 年全球虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到150億元到300 億美元之間。相比較之下,國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)檢測行業(yè)正處在發(fā)展之初的萌芽階段,多以高校實(shí)驗(yàn)研究或者企業(yè)內(nèi)部測試為主。當(dāng)前, 虛擬現(xiàn)實(shí)終端檢測相關(guān)測試指標(biāo)單一化,不具有體系性,這一現(xiàn)象造成使用過程中出現(xiàn)測試術(shù)語交流困難、測試數(shù)據(jù)難以溯源等問題。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,未來虛擬現(xiàn)實(shí)檢測行業(yè)市場需要潛力巨大。
(二)虛擬現(xiàn)實(shí)檢測設(shè)備與測試指標(biāo)逐漸標(biāo)準(zhǔn)化。未來的虛擬現(xiàn)實(shí)檢測需以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為研究載體,研究各種虛擬現(xiàn)實(shí)呈現(xiàn)硬件、軟件內(nèi)容評(píng)測的物理參量、測試規(guī)范、流程及方法,確定與觀察者視覺感知和視覺健康相關(guān)的核心物理參數(shù)指標(biāo)體系,探索觀看環(huán)境的光譜、亮度、照度、光分布、色度以及軟件刷新速率、延時(shí)、內(nèi)容暴力程度對(duì)于用戶的影響,建立虛擬現(xiàn)實(shí)標(biāo)準(zhǔn)制定過程中需要具備的檢測項(xiàng)目和檢測能力,指導(dǎo)形成測試規(guī)范和建立仿真人眼的測量方法及研制儀器設(shè)備。
(三)虛擬現(xiàn)實(shí)檢測產(chǎn)業(yè)逐漸向檢測內(nèi)容和方法體系發(fā)展。目前,虛擬現(xiàn)實(shí)檢測主要集中于虛擬現(xiàn)實(shí)顯示和虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備的終端硬件的關(guān)鍵性能參數(shù)指標(biāo)檢測。未來,隨著終端設(shè)備和技術(shù)的日益成熟完善,虛擬現(xiàn)實(shí)檢測產(chǎn)業(yè)逐漸朝著從視覺、生理、心理健康出發(fā),形成虛擬現(xiàn)實(shí)檢測內(nèi)容和方法體系。通過建立、健全完整的標(biāo)準(zhǔn)體系向虛擬現(xiàn)實(shí)消費(fèi)者傳播虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品概念,促進(jìn)信息產(chǎn)品消費(fèi),并排除市場上概念混淆和低質(zhì)量的產(chǎn)品,保證行業(yè)的健康發(fā)展。