光学自由曲面高性能头盔显示器中的关键问题研究

基本信息
批准号:61205024
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:33.00
负责人:程德文
学科分类:
依托单位:北京理工大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:林理平,王庆丰,宋维涛,周伟,杨加强,郭小朝,师国伟,王聪,熊端琴
关键词:
头盔显示器高分辨率大视场角多焦面光学自由曲面
结项摘要

In-depth study of the critical scientific problems of the high performance Head-Mounted Display (HMD) will be carried out in this project. It is difficult to achieve wide angle and high resolution in an HMD simultaneously, and accommodation and convergence mismatch problem is the second serious issue that we are concerned in a stereoscopic HMD. In order to significantly reduce the size and weight of the high performance HMD, we proposed the optics tiling and multifocal plane HMD solutions both based on the freeform optics to the two problems that we pinpointed and concerned, respectively.The description and optimization method of a freeform optical system that used in the high performance HMD will be investigated, the tolerance analysis based on the fabrication and assemble procedure is implemented to guide the further optimization of optics used in the high performance HMD. The calibration and image rendering technologies that for a high performance HMD will also be studied, these including the none-slot merging and the depth-fused rendering techniques. The performance and comfort of the HMD will be tested through the objective and subjective experiments. Key technologies of the high performance HMD with international advance level will be mastered and the high performance HMD products with proprietary intellectual property rights will be developed. It has important theoretical value and broad application prospects.

本项目深入研究高性能头盔显示器中存在的关键科学问题,包括重点研究头盔显示器中难以同时实现大视场和高分辨率以及头盔显示立体视觉中人眼聚焦与会聚不相协调的科学难题,同时为了大幅减小高性能头盔显示系统的体积和重量,分别提出基于光学自由曲面的拼接头盔显示和多焦面头盔显示解决方案。研究新型光学自由曲面的描述和系统的优化方法,并在完成初步设计后结合加工装调工艺进行公差分析,用于指导高性能头盔显示光学系统的改进优化以及最终的加工和安装调试。研究适合于高性能头盔显示技术的注册标定技术和图像渲染技术,包括无缝拼接显示和深度权重渲染技术等。通过主观和客观评价实验来验证高性能头盔显示器的性能和舒适度。掌握具有国际领先技术指标的高性能头盔显示关键技术并研制具有自主知识产权的头盔显示专用设备,具有重要的理论价值和广泛的应用前景。

项目摘要

本项目深入研究了高性能头盔显示器中存在的关键科学问题,包括重点研究头盔显示器中难以同时实现大视场和高分辨率以及头盔显示立体视觉中人眼聚焦与会聚不相协调的科学难题,同时为了大幅减小系统体积和重量,分别提出基于光学自由曲面的拼接头盔显示和多焦面头盔显示解决方案。研究新型光学自由曲面的描述和系统的优化方法,并在完成初步设计后结合加工装调工艺进行公差分析,用于指导高性能头盔显示光学系统的改进优化以及最终的加工和安装调试。研究适合于高性能头盔显示技术的注册标定技术和图像渲染技术,包括无缝拼接显示和深度权重渲染技术等。掌握具有国际领先技术指标的高性能头盔显示关键技术并研制具有自主知识产权的头盔显示专用设备,具有重要的理论价值和广泛的应用前景。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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