虛擬現(xiàn)實是利用計算機生成多感知的數(shù)字化環(huán)境并使人與之發(fā)生交互作用的技術(shù),在航空航天、軍事訓練、模擬仿真、虛擬設計、醫(yī)療、教育、娛樂等領(lǐng)域有著非常廣泛的應用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)既包括完全脫離現(xiàn)實環(huán)境的沉浸式虛擬現(xiàn)實,也包括疊加于現(xiàn)實環(huán)境之上的增強現(xiàn)實。頭盔顯示器是虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的關(guān)鍵設備,承擔著視覺信息的模擬仿真。大視場頭盔顯示器所實現(xiàn)的沉浸感是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一個重要特征,視場越大,沉浸感越強。但對于固定的顯示屏,在增大視場的同時,會導致分辨率的降低。隨著顯示屏制造技術(shù)的不斷發(fā)展,像素密度和像素數(shù)目不斷提高,在為頭盔顯示器提供更多選擇的同時也對其光學系統(tǒng)的設計提出了更高的要求。部分雙目重疊是一種擴大雙目視場范圍并且保證分辨率不變的有效方法,其前提是優(yōu)良的大視場單目光學系統(tǒng)設計。本文對大視場虛擬現(xiàn)實頭盔顯示器光學系統(tǒng)進行了深入研究。主要內(nèi)容如下:（1）理論分析了目視光學系統(tǒng)的輪廓尺寸計算和像差特性;分析了提高視場大小對于同軸和離軸兩種結(jié)構(gòu)帶來的設計難點,為HMD光學系統(tǒng)的設計提供了理論依據(jù)。以人眼特性為依據(jù),分析了HMD的主要設計要求及指標。（2）推導了發(fā)散式部分雙目重疊形式的單目視場、雙目視場... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 大視場HMD遇到的難題
    1.3 論文主要工作內(nèi)容
第2章 大視場虛擬現(xiàn)實HMD的理論基礎(chǔ)
    2.1 大視場目視光學系統(tǒng)的像差特性
    2.2 目鏡式HMD的設計形式與輪廓尺寸計算
    2.3 非球面的像差校正原理
    2.4 離軸光學系統(tǒng)初級像差
    2.5 人眼特性與HMD設計要求
    2.6 本章小結(jié)
第3章 離軸雙自由曲面HMD光學系統(tǒng)的設計
    3.1 部分雙目重疊結(jié)構(gòu)形式
    3.2 基于雙橢球結(jié)構(gòu)的大視場HMD光學系統(tǒng)原理
    3.3 基于雙自由曲面反射鏡的大視場HMD光學系統(tǒng)設計
    3.4 本章小結(jié)
第4章 同軸大尺寸顯示屏HMD光學系統(tǒng)設計
    4.1 同軸廣角目鏡設計基礎(chǔ)
    4.2 同軸大視場HMD光學系統(tǒng)設計
    4.3 本章小結(jié)
第5章 公差分析與系統(tǒng)加工
    5.1 公差分析
    5.2 非球面透鏡加工
    5.3 結(jié)構(gòu)設計
    5.4 電子學圖像處理
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文的研究工作
    6.2 本文的創(chuàng)新之處
    6.3 本文的不足之處與展望
參考文獻
在學期間學術(shù)成果情況
指導教師及作者簡介
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[6]基于虛擬現(xiàn)實的汽車行駛動力學研究[D]. 張金迎.浙江大學 2006
[7]船舶機艙虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 陸暢.武漢理工大學 2005
[8]虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應用與設計[D]. 宋達.東北師范大學 2005



本文編號：3627669