發(fā)布時(shí)間：2021-10-05 01:33

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合光學(xué)、信息技術(shù)、電子學(xué)等多門類學(xué)科知識(shí),使虛擬影像借由設(shè)備成像至人眼,使用戶獲得類似真實(shí)環(huán)境的體驗(yàn)。近年來(lái),虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)逐漸在航天航空、教育科研、醫(yī)療器械、游戲娛樂(lè),軍事等領(lǐng)域有了愈發(fā)普遍的應(yīng)用,甚至將顛覆各行業(yè)的傳統(tǒng)發(fā)展模式。但是,在虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的研究中,仍有技術(shù)瓶頸存在。比如,使用設(shè)備觀看視頻存在眩暈問(wèn)題。本論文旨在彌補(bǔ)簡(jiǎn)易虛擬現(xiàn)實(shí)裝置和高端設(shè)備兩者之間的空缺、減小用戶眩暈感,以圖設(shè)計(jì)出集高像質(zhì)、便攜、低成本、體驗(yàn)好的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備。本論文以人眼的生理結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),介紹了人眼的視覺(jué)特性及虛擬現(xiàn)實(shí)光學(xué)設(shè)計(jì)中需考慮的指標(biāo)。以此為基礎(chǔ),提供了三種自適應(yīng)無(wú)眩暈虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的解決方案:設(shè)計(jì)了一個(gè)曲面基底的菲涅爾虛擬現(xiàn)實(shí)光學(xué)系統(tǒng),并對(duì)成像質(zhì)量進(jìn)行分析。所得系統(tǒng)的出瞳為5mm,視場(chǎng)角為80°,出瞳距為15mm,使用材料為PMMA。其成像質(zhì)量較好,質(zhì)量較輕,便于提升用戶體驗(yàn)。最后進(jìn)行平面屏和曲面屏的成像質(zhì)量對(duì)比,曲面屏的視場(chǎng)角可達(dá)92°,可知在不增加設(shè)備尺寸、不降低分辨率的情況下利用曲面屏可以拓展15%的視場(chǎng)。設(shè)計(jì)了一個(gè)變焦虛擬現(xiàn)實(shí)光學(xué)系統(tǒng),使用非球面透鏡組調(diào)節(jié)屈光度。最終得到變焦范圍... 

【文章來(lái)源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

人眼的生理結(jié)構(gòu)

涅爾虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先介紹雙二次曲面、澤尼克多項(xiàng)式、雙二次自由曲面鏡片可以提高像質(zhì)、減小鏡遠(yuǎn)離光闌的位置，可以校正慧差、像為輕薄，可減輕整體質(zhì)量。兩種面型然后完成曲面基底的菲涅爾虛擬現(xiàn)實(shí)平面屏和曲面屏的成像質(zhì)量對(duì)比，分同心環(huán)帶球面構(gòu)成，中心為球冠，各到同一點(diǎn)，即透鏡的焦點(diǎn)。其中每個(gè)質(zhì)量輕、成本低、厚度薄等優(yōu)良特性光學(xué)原理

圖 3-2 菲涅爾透鏡的折射Figure 3-2 Refraction of Fresnel lens元的截面圖，α 是頂角，n 是菲涅爾 1為入射面的法線， 2為出射面的法線線和出射光線的夾角為 β，即光線的1arc sin{nsin[ arcsin(si a + a 0°，則光線的偏向角可化簡(jiǎn)為：β arcsin ( nsina a)向角與入射角 1、頂角 及透鏡材料數(shù)，也可通過(guò)迭代法求解尖劈頂角。設(shè)計(jì)方法點(diǎn)， 為左焦距； ′為右焦點(diǎn)， ′為右光與水平方向夾角。 表示菲涅爾透

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)與前沿應(yīng)用[J]. 王玉峰,曹亮.  中國(guó)工業(yè)評(píng)論. 2016(08)
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[6]美國(guó)視景系統(tǒng)國(guó)際公司為萄葡牙F-16提供頭盔顯示設(shè)備[J]. 閆杰.  應(yīng)用光學(xué). 2007(06)
[7]PMMA、PS和SAN的熱穩(wěn)定性比較研究[J]. 曹春雷,譚志勇,葛彥俠,張芳芳,張會(huì)軒.  中國(guó)塑料. 2007(08)
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博士論文
[1]頭盔顯示器光學(xué)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李華.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2015
[2]微透鏡陣列焦距及其一致性檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 朱咸昌.中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2013
[3]衍/折射光學(xué)系統(tǒng)消二級(jí)光譜的研究[D]. 洪新華.中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2005
[4]虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的物理建模和行為屬性問(wèn)題研究[D]. 劉金鵬.武漢理工大學(xué) 2004

碩士論文
[1]12mm-60mm機(jī)器視覺(jué)變焦鏡頭設(shè)計(jì)[D]. 鄧枰湖.福建師范大學(xué) 2015
[2]緊湊穿透式視頻眼鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 韓昕彥.浙江大學(xué) 2014
[3]基于高級(jí)像差的人眼視覺(jué)特性的研究[D]. 蘭璞.河北工業(yè)大學(xué) 2014
[4]仿生復(fù)眼的光學(xué)設(shè)計(jì)與模擬仿真[D]. 鄒成剛.天津大學(xué) 2013
[5]新型菲涅爾透鏡模板數(shù)控加工技術(shù)研究[D]. 汪小云.蘭州理工大學(xué) 2007
[6]折/衍混合投影式頭盔顯示光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D]. 林琳.天津大學(xué) 2007



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