说起辐辏调节冲突,想必很多人都不太了解。然而我们或许都体验过它所带来的影响。
无论是观看3D电影,还是使用AR、VR眼镜,都会产生辐辏调节冲突,导致我们出现视疲劳、眩晕、头疼等不良反应。今天小编就带大家了解一下什么是辐辏调节冲突。
01双眼单视
在讲辐辏调节冲突之前,首先我们需要知道人眼是如何看到物体画面的。
当我们看到物体画面时,实际看到的是物体上的反射光线。物体的反射光线通过瞳孔进入到视网膜,视网膜上的感光细胞会将这些光线翻译成神经信号,然后再由视神经传输到我们的大脑,最后大脑再将信号翻译成图像。这样我们就看到了五彩缤纷的世界。
图源:网络我们身处三维世界,单眼看到的其实只是一个2D平面,要想看到3D立体画面,则需要双眼。
通过使用双眼,我们可以从不同角度观察同一个物体,由于两眼间有一定距离(瞳距),所以两眼所见的物体位置是存在微小偏差的,通常称之为视差。你可以交替使用左眼或右眼去看物体,就会发现视差的存在。
由于视差的原因,左眼和右眼看到的两个物象传递到大脑后,经过分析合成就产生了一个完整的、具有3D立体视觉的单一物像。这就是人类的高级视觉功能——双眼单视。
图源:网络双眼单视主要分为3级:
一级同时视,就是双眼看到的物象能够同时传递到大脑,而不是交替传递。
二级融合视,是在同时视的基础上,大脑能够将双眼看到的两个物象综合成一个完整的物象,而不是出现重影。
三级立体视,是在融合视的基础上,能够看出物体的立体感。
整个过程看似比较简单,实际非常复杂,需要人眼的很多功能相互配合才能完成。其中比较关键的2个功能就是:辐辏和调焦。
02辐辏和调焦
为了具有双眼单视功能,我们需要通过辐辏和调焦功能配合大脑一起来实现。
辐辏,就是双眼眼球通过向内转动(内斜视,俗称斗鸡眼)或向外转动(外斜视),调整两个物象的位置,进而使大脑能够将两个物象综合成一个物象。
图源:网络调焦,就是眼睛根据物体远近自动调节焦距,从而使物体影像清晰地落在视网膜上,让我们能够看清这个世界。
图源:网络通过辐辏和调焦的同步协作,具备双眼单视功能之后,我们就能够正确判断物体的距离、大小、位置以及方向,进而判断我们与客观环境之间的位置关系。
3D电影利用的就是双眼单视原理,用2台摄像机从2个不同角度进行拍摄,然后再同时放映到屏幕上。通过特制的3D眼镜,观众的双眼会分别看到2台摄像机拍摄的画面,然后经过大脑合成,这样就能看到具有立体感的3D电影。
然而目前的3D电影实际上都是一种伪3D,虽然理论上可行,但在实际操作上却存在各种各样的问题。
通常2台摄像机之间的距离,就相当于观众双眼之间的距离。但由于每个人的瞳距或多或少有所差异,而摄像机之间的距离却是统一不变的。这就会使摄像机之间的距离与一部分观众的瞳距不匹配,进而导致眼睛产生不良反应。
除了瞳距不匹配,另外一个比较重要的问题就是辐辏调节冲突。
03辐辏调节冲突
正常情况下,我们在看现实世界中的物体时,眼睛的辐辏和调焦功能是相互协调的。
辐辏功能会将双眼的视线会聚到同一物体上,同时调焦功能也会在相同距离上对这一物体进行对焦。久而久之,大脑已经习惯了视线和焦点总是会处于同一位置的这种规律。
然而在看3D电影的时候,观众与屏幕之间的距离是不变的,所以焦距也就无法改变。这就导致调焦功能无法像日常那样,跟随辐辏功能在相同距离上进行对焦。进而打破了存在已久的规律,使辐辏和调焦的位置发生了分离,这就是辐辏调节冲突。
图源:网络由于辐辏调节冲突,大脑必须去被迫合成视线和焦点不在同一位置的信息,因此会使大脑发生混乱,长时间还会出现视疲劳、眩晕、头痛等不良反应。
这就像你在一个陌生路段开车,后面坐着两个人,一个人跟你说向左开,同时另一个人跟你说向右开。时间长了你的大脑也会混乱,出现眩晕、头疼的感觉。
04总结
简单来讲,辐辏就是通过转动眼球调节视线,来将2个物象看成1个物象。调焦就是通过调节焦距,来看清物体。
正常情况下基于双眼单视,辐辏和调焦会自动协调到同一位置,这样我们就能看到一个三维世界。然而如果辐辏和调焦的位置发生了分离,则会产生辐辏调节冲突,使大脑混乱从而引起视觉疲劳。
为了解决这一问题,理想情况是在呈现的2D画面中加入深度位置信息,使人眼在看到图像时能够自由调节焦距。然而并没有较好的技术可以使之实现,所以目前来说,辐辏调节冲突依然是难以解决的业界难题。
至格科技
北京至格科技有限公司是由清华大学精密仪器系孵化出的高新技术企业。公司核心团队包括教育部长江学者、国家杰出青年基金获得者、清华大学教授、博士以及前上市公司管理层和业务骨干。公司依托于清华大学二十余年的光栅领域科研成果进行产业转化,自主掌握“光栅设计、光栅母版加工、纳米压印生产”三大核心技术,拥有功能完备的光栅母版加工中心和衍射光波导产线,致力于AR衍射光波导光学显示模组及衍射光栅的研发、生产和销售。
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