AR/VR 显示屏质量控制:均匀性、对比度、角度依赖性和色彩保真度
头戴显示器 (HMD) 投射由计算机生成的图像。佩戴者沉浸在虚拟世界(虚拟现实)中,或者接收叠加在真实图像上的更多信息(增强现实)。大多数 HMD 制造商都在其设备中使用非常靠近眼睛的显示屏。
显示屏或校准错误会减弱佩戴者在虚拟世界中的沉浸感。为了保证质量,必须可靠确认和评估这些方面。这在随着技术要求不断变化的显示屏测量技术方面,打开了一片令人振奋的新领域。
精密可靠的显示器件测量技术在以下运用中非常重要:
- AR/VR 设备校准
- 图像缺陷识别
- 新 AR/VR 技术开发
测量挑战:宽视野的近眼显示器
沉浸式VR设备的显示屏能在极宽的视野中生成图像。新型的VR眼甚至能镜覆盖人眼的完整水平视野。为了实现能模拟人眼所见画面的量测,成像系统必须捕获虚拟图像的所有区域。
由于显示屏与眼睛的距离近,佩戴者可以清楚看显示器的缺陷。同时,为了创造尽可能贴近现实的沉浸感,近眼显示器的分辨率也不断提高。为了保证可靠的测量结果,测量仪器必须有高至像素级的分辨率,
测量仪器越能模拟人眼,整个测量视野就越完整,并且能够识别相关缺陷。
解决方案:DMS 测角仪和 LumiTop — 适用于创新 AR/VR 应用的两款成熟的测量系统
DMS 显示屏测量系统 基于 Instrument Systems 提供的 CAS 系列高端光谱仪。它们是自动化一体式系统,通过角度和时间分辨测量,以市场上几乎最高的精度模拟人类的感知系统。它们可以配备自定义光学器件和昂贵的配件,以用于模拟环境光和温度等用途。您还可以使用适合于 AR/VR 应用的软件工具,例如,Eye box 绘制和 Flicker。
LumiTop 测量系统 测量系统与 CAS 光谱仪的组合,是市面上为数不多的具备光谱精度和极短测量时间的 2D 色彩测量系统之一。多年以来,LumiTop 系统一直是部分大型显示屏制造商装配线的重要组成部分。通过专用 AR/VR 镜头,使得 LumiTop 系统在 AR/VR 显示屏测量方面的运用取得了真正意义上的成功。
我们很乐意为您提供建议,帮助您规划最理想的测量系统。
您面临着哪些特有的挑战?我们将和您一起寻找合适的解决方案 — 敬请垂询!
1. 表征虚拟图像时,需要关注哪些重要参数?
表征虚拟图像时,最重要的参数包括亮度、颜色、亮度均匀性、对比度、清晰度以及几何畸变。这些参数共同决定了虚拟图像的视觉质量,并直接影响用户体验。
2. 用于显示器测试的成像色度计与用于近眼显示测试的成像色度计有何区别?
用于显示器测试的成像色度计通常针对平板显示器进行了优化,可在标准观察距离下进行测量。而用于 AR/VR 近眼显示测试的成像色度计则需要满足更高要求,因为虚拟图像距离人眼非常近,通常具有更大的视场角,并且对分辨率和图像清晰度要求更高。因此,测量系统需要针对这些应用进行专门优化。
3. 使用成像色度计测量 AR 眼镜时,典型的测试系统是什么样的?
为了获得可靠的测量结果,需要将 AR/VR 设备与成像色度计精确对准。通常会将被测设备或成像色度计安装在能够实现平移和旋转的机械定位平台上。根据不同的测量需求,例如 Eye Box 测量或 Eye Gaze 测量,还可能需要更加复杂的运动平台。
4. 选择用于虚拟图像测量的成像色度计时,需要考虑哪些因素?
选择成像色度计时,应根据 AR/VR 设备的视场角、虚拟像距离和分辨率等参数进行匹配。测量系统需要在这些条件下提供所需的测量精度和图像质量。此外,测量光学系统的尺寸和结构也应与设备设计相匹配。例如,某些 VR 头显的头带或外壳可能会影响镜头定位,此时采用潜望镜式(Periscopic)光学设计可以避免机械干涉,实现可靠测量。
5. 是否有关于近眼显示测量的相关标准?
有。目前已有多项国际标准和行业规范用于 AR/VR 近眼显示设备的表征与测量,包括:
- IEC 63145-10:2023
- IEC 63145-20-10:2019
- IEC 63145-20-20:2019
- IEC 63145-21-20:2022
- IEC 63145-22-10:2020
- IEC 63145-22-20:2024
- ISO 9241-333:2017
- ICDM Display Measurement Standard
