大載荷三維精密調(diào)整平臺—機械系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書-在線瀏覽
2024-09-13 02:51本頁面
【正文】 s easy to promote the new augmented reality 3D glass.Keywords： Augmented Reality 3Dimension display Glasses display 目 錄1 引言 32 增強現(xiàn)實概論 32．1 增強現(xiàn)實簡介 32．2 增強現(xiàn)實概論的關(guān)鍵技術(shù) 4 增強現(xiàn)實中的顯示技術(shù) 4 增強現(xiàn)實中的光學(xué)結(jié)構(gòu) 42．3 本文主要所做的主要工作 63 立體視覺 63．1 立體成像中對立體的感知 63．2 立體成像中本體感知與深度感知 8 折射、發(fā)散與會聚 8 眼球的調(diào)節(jié) 93．3 視差與 Panum 融合區(qū) 104 光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計及優(yōu)化 114．1 光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 114．2 光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化 135 增強現(xiàn)實3D眼鏡的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 185．1 手機底座與翻蓋設(shè)計 185．2 眼鏡本體和入瞳系統(tǒng)設(shè)計 205．3 焦距調(diào)節(jié)機構(gòu)的設(shè)計 215．4 總體裝配圖 22結(jié) 論 24參 考 文 獻 25致 謝 271 引言 近幾年，隨著電子科技的發(fā)展，許多在實驗室中的科技成果也更多的變?yōu)樯虡I(yè)上的現(xiàn)實。微軟公司出品的kinect深深的改變了人類對人機交互的理解。據(jù)統(tǒng)計，人類從外部世界獲得的信息約有 80%來自于視覺系統(tǒng)，這更加凸顯了視覺的重要地位[2]。但現(xiàn)階段增強現(xiàn)實技術(shù)仍然處于技術(shù)路線中的發(fā)展初期。本課題希望設(shè)計制造一款結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉卻有良好3D顯示效果的增強現(xiàn)實3D眼鏡。AR技術(shù)可以把虛擬世界和真實世界融合在一起，不僅將我們根據(jù)自身想法創(chuàng)造的虛擬物體無縫的疊加到現(xiàn)實的世界中。這樣虛擬和真實的信息實時的融合在一個場景中，為我們現(xiàn)實的世界創(chuàng)造無限可能。VR 強調(diào)的是虛擬世界給人帶來的沉浸感,使人可以用我們熟悉的方式與虛擬世界中的對象進行交互；而 AR 則強調(diào)在真實場景中融入計算機生成的虛擬信息的能力，它并不隔離觀察者與真實世界之間的聯(lián)系[1] 。而AR技術(shù)則是將虛擬的世界疊加到現(xiàn)實的世界中，在真實的世界中創(chuàng)造無限可能，這就是“增強”的含義。第一層是硬件設(shè)備，包含了顯示設(shè)備和攝像頭模組；第二層是系統(tǒng)軟件部分，即實現(xiàn)實時計算與建模的功能模塊；第三層是應(yīng)用軟件層，包含了可以實現(xiàn)各種功能的應(yīng)用軟件，例如3D導(dǎo)航、3D模型演示；第四層是用戶層，是前三層共同構(gòu)建的用戶體驗層。由于CRT具有高分辨率、高亮度、快的響應(yīng)速度和低的成本,目前在軍事上較為常用,~l英寸高亮度、高分辨率單色投影顯示[2]。 增強現(xiàn)實中的光學(xué)結(jié)構(gòu)增強現(xiàn)實系統(tǒng)中的顯示器可以頭盔顯示器(HeadMounted Display，HMD)和非頭盔顯示設(shè)備[3]。（投射式HMD有三個部分組成：（1）圖像源（2）中繼光學(xué)系統(tǒng)（3）入瞳系統(tǒng)。入瞳系統(tǒng)主要是在人眼前放置一塊半反半透屏幕，使人既能觀察到現(xiàn)實的景象，也可以看到由圖像源輸送的信息，從而達到增強現(xiàn)實的目的。其次是HMD頭盔的復(fù)雜性和高昂的成本。2．3 本文主要所做的主要工作本文主要研究的內(nèi)容是增強現(xiàn)實3D眼鏡機械系統(tǒng)，主要偏重于系統(tǒng)的第一層結(jié)構(gòu)，包含有：（1） 改進透射性HMD的光學(xué)系統(tǒng)，更改LCD圖像源。（3） 設(shè)計3D眼鏡的外形與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在保證舒適性的前提下增加焦距可調(diào)的機械結(jié)構(gòu)。這種感知深度的能力被稱為人的雙目立體視覺（stereopsis）。單視場（monoscopic）的深度線索是從單個視角被提取出來的，是根據(jù)兩個眼鏡視覺的差異來形成的。二是運動的深度線索，是基于人眼轉(zhuǎn)動過程中觀察到的感知要素。（2）遮擋：如果建筑物擋住了人的一半，那就是說建筑物位于人的前方，這樣我們看到的是一個巨人或者是一個房子的縮略模型。而從光滑物體反射出來的光是表面朝著光源的深度線索。與立體感知相比，這更多的是對物體形狀的識別。他們沒有撞到椅子，也沒讓玻璃杯從桌子邊緣掉下來，這就是因為人也可以根據(jù)單視場提取深度線索，彌補丟失雙目立體線索的不足。這樣的分析得出了物體運動的速度和方向，以及它們在3D空間里的位置。而在這其中，視差（parallax）起到了重要的作用。靜態(tài)視差就是人在相對靜止時觀察同一個立體物體所產(chǎn)生的方向差異。運動視差線索還有一種特殊的種類稱為立體深度線索，我們的兩個眼鏡是視角，如果要對這兩個視角進行比較。由于我們是同時處理這兩個畫面的，通過視覺皮層上的特殊神經(jīng)分析這些像差，就可以比運動視差提取更多更精確的信息。揭露遮擋是最強大的深度線索，在單視圖上，我們發(fā)現(xiàn)背景上的物體被部分遮擋了，而在立體視圖中，背景的物體有一小部分只被一只眼睛觀察和到。如果在桌子上放置一個魔方，從左右兩個方向去觀察，魔方的形狀是沒有變化的，但是每個眼鏡看到的并不相同，我們的大腦會將這兩個畫面組成一個完整的3D物體。這種知覺顯示身體是不是自己移動，身體各部分的相對位置如何。人可以通過遮擋精確的認(rèn)識相對深度的線索，我們可以準(zhǔn)確的分辨出哪個物體在前，哪個物體在后。所以要獲得該信息，我們需要通過動力視覺系統(tǒng)，即控制人眼運動發(fā)肌肉來獲得。我們可以斜著觀看一個近景，也可以注視遠(yuǎn)處的路標(biāo)線，后者比較放松、舒服，而前者需要肌肉的收縮，所以會有適量的不適感。 眼球的調(diào)節(jié)人的視覺系統(tǒng)工作時還有另一組肌肉結(jié)構(gòu)也參與到活動中，即對焦物體的晶狀體，好比攝像機上的鏡頭。這種會聚/對焦失調(diào)不會造成太大的不適感，所以我們才能欣賞到優(yōu)秀的3D電影。這種抗相關(guān)性并非人眼視覺系統(tǒng)的一種本能，實際上是大腦強迫我們這么做的，而且這種轉(zhuǎn)動眼球的練習(xí)很可能是痛苦的，難度會隨著年齡的增大而增大，這也是為什么一些老年人“暈”3D電影，就是在這種眼球調(diào)節(jié)過程中肌
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1