VR的立体显示设备头盔式显示器双目全方

对虚拟世界的沉浸感主要依赖于人类的视觉感知，因而三维立体视觉是虚拟现实技术的第一传感通道。虽然桌面式VR系统中可以使用普通的计算机屏幕作为显示设备，但它却不能提供大视野、双眼的立体视觉效果。因此，我们需要一些专门的立体显示设备来增强用户在虚拟环境中视觉沉浸感的逼真程度。现阶段常用的显示设备主要有立体眼镜、头盔式显示器、双目全方位显示器、大屏幕投影等。

（1）头盔式显示器

头盔式显示器（HMD）是VR系统中普通采用的一种立体显示设备，它通常安装在头部，并用机械的方法固定，头与头盔之间不能有相对运动，在HMD上配有空间位置跟踪定位设备，能实时检测出头部的位置，VR系统能HMD的屏幕上显示出反映当前位置的场景图像。它通常由两个LCD或CRT显示器分别向左右眼提供图像，这两个图像由计算机分别驱动的，两个图像间存在着微小的差别，类似于“双眼视差”。通过大脑将两个图像融合以获得深度感知，得到一个立体的图像。HMD可以将参与者与外界完全隔离或部分的隔离，因而已成为沉浸式VR系统与增强式VR系统不可缺少的视觉输出设备，图2-3为两种头盔式显示器。

（2）双目全方位显示器（BOOM）

BOOM是一种可移动式显示器。它由两个互相垂直的机械臂支撑，这不仅让使用者可以在半径约2米的球面空间内自由移动，还能将显示器的重量加以巧妙的平衡而使之始终保持水平，不受平台的运动影响。在支撑臂上的每个节点处都有位置跟踪器，因此BOOM和头盔显示器一样有实时的观测和交互能力。

与头盔显示器相比，BOOM采用高分辨率的CRT显示器，因而其分辨率高于HMD，且图像柔和。BOOM的位置及方向跟踪是通过计算机械臂节点角度的变化来实现的，因而其系统延迟小，且不受磁场和超声波背景噪音的影响。虽然它的沉浸感稍差些，但使用这种设备可以自由的进出虚拟环境，使用者只要把头从观测点转开，就离开虚拟环境而进入现实世界，因此具有方便灵活的应用特点。BOOM的缺点是使用者的运动受限，这是因为在工作空间中心支撑架造成了“死区”。图2-4是一种用于设计核潜艇的BOOM显示器。

CRT终端——液晶光闸眼镜

CRT终端——液晶光闸眼镜立体视觉系统的工作原理是：由计算机分别产生左、右眼的两幅图像，经过合成处理后，采用分时交替的方法显示于CRT终端上。用户则佩戴一副与计算机相连的液晶光闸眼镜，眼镜的左、右镜片在驱动电信号的作用下，将以与图像显示同步的速率交替“开”（透光）、“闭”（遮光），即当计算机显示左眼图像时，右眼透镜将被遮闭，而当计算机显示右眼图像时，左眼透镜则被遮闭。这样做可以让用户的左、右眼分别只看到相应的左、右图像。根据双目视差与深度距离的正比关系，人的视觉生理系统就可以自动将这两幅视差图像融合成一个立体视像了。

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