新型3D显示器使虚拟现实免于视觉疲劳的困扰

虚拟现实（VR）耳机让人最激动的地方在于，它展出了一个计算机仿真世界和将计算机分解的元素与现实世界变换一起的增强现实（AR）眼镜。虽然AR和VR设备正在逐步转入市场，但它们依然归属于新生事物，而且不会造成视觉疲惫，长时间的用于不会带给呼吸困难。

新型3D显示器可以通过提升这些可穿着设备的观赏舒适度来解决问题这一长期存在的问题。新型显示器用于光学同构方式创建了三维图像。

OLED屏幕分成四个子面板，每个子屏幕都有一个二维图片。空间适配单元（SMU）将每个图像移动到有所不同的深度，并且使所有图像的中心与仔细观察轴偏移。通过目镜仔细观察，每个图像看上去都在有所不同的深度。

图片由伊利诺伊大学香槟分校的LiangGao获取来自伊利诺伊大学香槟分校的LiangGao说道：“我们想要3D显示屏替代目前用于的AR和VR光学表明模块，以挣脱疲惫的问题。我们的方法可以产生新一代需要统合到任何类型的AR眼镜或VR耳机的3D显示器。”Gao和WeiCui在光学学会（OSA）期刊“OpticsLetters”上报导了他们的新型光学同构3D显示器。

只有1x2英寸，新的表明模块可以通过产生深度感来提升观赏舒适度，与我们在现实世界中看见的深度完全相同。解决视觉疲惫目前的VR耳机和AR眼镜是以呈现出两个二维图像的方式，提醒观众的大脑投放到三维场景中。

这种类型的立体表明不会引发所谓的视觉通衢－调节冲突，随着时间的流逝观众更加无以带入图像，并引发不适感和视觉疲惫。新型显示器用于一种称作光学同构的方法来呈现出实际的3D图像。这是通过将数码表明分为几个子面板来已完成的，每个子面板都创立一个二维图像。

子面板图像被移动到有所不同的深度方位，所有图像的中心是对准的。当用户利用目镜观赏时，看上去样子每个图像都正处于有所不同的深度。研究人员还研发了一种混合图像的算法，使深度倒数表明以构成统一的3D图像。

新的系统的关键器件是空间适配单元，它将子面板图像轴向移动到登录的深度，同时纵向地将子图像的中心对准仔细观察轴。在目前的设计中，空间适配单元由空间光调制器构成，可以根据研究人员研发的特定算法对光展开改动。虽然这种方法可以与任何现代表明技术因应用于，但研究人员使用了一种近期的表明技术——有机发光二极管（OLED）显示器，可以用作商业电视和移动设备上。

OLED显示器需要获取极高的分辨率，保证每个子面板都包括充足的像素以确保明晰的图像。Gao说道：“人们尝试过用类似于的方法来创立多个平面深度，但是不是同时创立多个深度图像，而是较慢地转变图像。然而，这种方法却以壮烈牺牲动态范围或对比度作为代价，因为每个图像表明的时间十分较短。”营造深度感觉研究人员通过用于它来表明停车场的简单场景，并将照相机摆放在目镜前面，以记录人眼将不会看见的内容，进而测试该设备。

当摄像机探讨在远处的汽车上，近景就不会离焦。某种程度的，照相机可能会探讨在距离较将近的汽车上，而远景就变得模糊不清。这个测试证实，新的显示器的焦点变化可以产生深度感官，就像人类感官场景的深度一样。

虽然这个展示是黑白的，但是研究人员说道这种技术也可以用来制作彩色图像，尽管纵向分辨率减少了。研究人员正在希望更进一步减少系统的体积、重量和功耗。“未来，我们要用另一种光学器件例如体全息光栅替换空间光调制器。因为除了体积更加小，这些光栅不大力消耗功率，这将使我们的设备结构更为灵活，减少了它对于VR耳机或AR眼镜的适用性。

”虽然研究人员目前没任何商业合作伙伴，但是他们正在与公司展开辩论，新的显示器否可以统合到未来的AR和VR产品中。

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