人類獲取外界信息是有五種感受器官的,其中有70%是通過(guò)視覺(jué)的,因此無(wú)論是哪種體驗(yàn)設(shè)備,絕大多數(shù)都集中在視覺(jué)上,AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)也是一樣。
除了視覺(jué)方面的增強(qiáng),在聽覺(jué)也有很常見的案例。我記得幾年前出差去西安,閑暇之余逛了大雁塔,其中就有游客耳朵上戴上語(yǔ)音導(dǎo)航設(shè)備,尤其是外國(guó)游客,基本上人頭一個(gè)。在觸覺(jué)方面,真實(shí)觸感是很難模仿的。但是有很多有意思的新鮮設(shè)備,比如玩VR游戲時(shí)的震動(dòng)座椅。嗅覺(jué)有氣味模擬器,味覺(jué)也有類似的,但實(shí)際使用時(shí)總會(huì)讓人覺(jué)得抵觸。
因?yàn)橐曈X(jué)實(shí)在是太重要了,所以我們需要了解更多基礎(chǔ)知識(shí),才會(huì)對(duì)后面的AR設(shè)備有更深的理解,尤其是理解設(shè)備的技術(shù)參數(shù),都是因?yàn)槿祟惐旧硪曈X(jué)系統(tǒng)的要求。
視場(chǎng)角FOV
這個(gè)概念是光學(xué)中提到的,視場(chǎng)角的大小決定了光學(xué)儀器的視野范圍。機(jī)器是一個(gè)鏡頭,人眼是雙目的,人眼也是有視場(chǎng)角的。
雙目組合的視場(chǎng)角為200-220°,這是水平視場(chǎng)角。視場(chǎng)角的大小決定了視野范圍,視場(chǎng)角越大,視野就越大。簡(jiǎn)單地說(shuō),目標(biāo)物體超過(guò)這個(gè)角就不會(huì)被看到。
現(xiàn)在的AR設(shè)備視場(chǎng)角做得還不夠,微軟HoloLens第一代產(chǎn)品的視場(chǎng)角為30°左右,垂直視場(chǎng)角更是只有17.5°。
視網(wǎng)膜中央凹
雖然人眼的視場(chǎng)角很大,但最重要的其實(shí)只有一點(diǎn)點(diǎn)。
這個(gè)點(diǎn)是視網(wǎng)膜中央凹,醫(yī)生會(huì)告訴你人眼有一黃色小區(qū),稱黃斑,其中央的凹陷,就是中央凹,也是人眼視力最敏感的區(qū)域,這個(gè)區(qū)域僅有1-2°。
更形象地說(shuō),我們的眼睛注視的那個(gè)地方才能看得最清,其他地方的基本看不清,所以我們的眼珠要轉(zhuǎn)動(dòng),頭部也輔助轉(zhuǎn)動(dòng)。
最近在體驗(yàn)一些AR設(shè)備時(shí),我就發(fā)現(xiàn)了有一個(gè)注視點(diǎn)跟蹤的功能。跟蹤人眼的這個(gè)高視力敏感區(qū),只要這部分的圖像分辨率提高,人眼就可以看清。
瞳孔直徑
瞳孔的直徑正常的情況下是在2.5-4mm之間,瞳孔有散大和縮小的狀況。我們通過(guò)調(diào)整瞳孔直徑來(lái)控制光線進(jìn)入眼睛的光量。
我們看電視劇的時(shí)候,醫(yī)生會(huì)經(jīng)常檢查病人的瞳孔,尤其是確認(rèn)死亡的時(shí)候。大家知道,光線強(qiáng)時(shí)瞳孔就會(huì)縮小,光線暗時(shí)就會(huì)散大——這就叫做瞳孔的對(duì)光反應(yīng)。如果沒(méi)反應(yīng),那就真的掛了。
現(xiàn)在的AR設(shè)備就存在著亮度范圍不夠的問(wèn)題,人眼能看清的范圍非常廣,我們可以在昏暗的夜里大概看清某些物體,也能在刺眼的陽(yáng)光下看清物體,但是在AR中能看清的非常少。
雙眼和深度
有些人的立體感好有些人不行,原因就是深度知覺(jué),是人判斷遠(yuǎn)處物體距離和判定物體為立體的一種感覺(jué)。
在VR中用到的就是左右眼圖像間的視差。計(jì)算機(jī)把帶有視差的兩幅圖像傳遞給VR眼鏡,人的雙眼看到這兩個(gè)圖像,就能有效察覺(jué)里面的深度信息,會(huì)感覺(jué)到這是一個(gè)立體,也能判斷出這個(gè)虛擬的物體離自身的遠(yuǎn)近。
一個(gè)理想的VR或AR系統(tǒng)還很早。