研究员新发明用人类立体视觉提高VR头显对比度

来源：映维网  作者  广州客

来自剑桥大学、加利福尼亚大学伯克利分校、麻省理工学院和其他机构的科研团队开发了一种全新的方法来提升 VR 头显的感知对比度：为了利用人类的立体视觉功能，团队故意为每只眼睛提供不匹配的视图元素。研究人员指出，这时大脑将以增强感知对比度的方式来解决冲突。

大多数头显厂商已经从OLED显示屏转移到LCD显示屏，因为后者提供了更大的像素密度，更少的纱窗效应和更低的成本，但最大的牺牲是对比度。OLED显示屏可提供较宽的对比度范围，尤其是深黑色，但今天的LCD显示屏存在“褪色”现象，尤其是较暗的场景。

来自剑桥大学，加利福尼亚大学伯克利分校，麻省理工学院，杜伦大学和法国国家信息与自动化研究所等学院机构的研究人员研发了一种可以提升VR头显感知对比度的全新方法。所述系统名为DiCE（ Dichoptic Contrast Enhancement），而相关论文已经发表在《ACM Transactions on Graphics》期刊。研究人员表示，这种方法的计算成本可以忽略不计，并且可以直接用于实时VR渲染。

他们解释说，尽管色调映射方法可以增强图像中的感知对比度，但对于VR渲染而言，过程太慢且计算量非常大。所以，团队提出了一种利用人类立体视觉系统的系统，从而令大脑感知更大的对比度。

一般而言，VR头显的目标是始终渲染立体精确的视图。如果为每只眼睛提供的图像具有意料之外的差异，“双目竞争”（立体冲突）就会出现。这种不匹配会造成视觉不适，因为大脑难以正确融合成连贯的图像。DiCE旨在利用不匹配的立体图像来增强对比度，同时防止双目竞争。

这种方法的关键是图像渲染方式：既要提升对比度，又不引起明显的双目竞争。研究人员表示，他们设计了一个实验来确定导致双眼竞争的因素，然后相应地设计了基于立体的对比度增强。

我们方法的主要挑战是，提升对比度和由双目竞争引起的视觉不适之间实现适当的平衡。为了应对这一挑战，我们进行了一项心理物理实验以测试内容，观察者和色调曲线参数是如何影响源自双眼分视的双目竞争。我们发现，色调曲线斜率的比率可以预测双目竞争，从而允许我们轻松控制双眼分视色调曲线的形状。

在确定最小化双目竞争的方法之后，研究人员测试了他们的发现，并表示“我们的结果清楚地表明，我们的解决方案在提升对比度方面（比原来的方法）更为成功，同时更为有效。我们同时在VR设置中进行了评估，而结果表明我们的方法明显改善了对比度和深度。”

研究人员认为，这项工作非常适合VR渲染。他们同时指出：“由于色调映射通常是渲染流程的一部分，所以我们的技术可以轻松地与现有的VR/AR渲染相结合，同时几乎无需任何计算成本。”值得一提的是，这支团队还发布了Unity资产包供其他研究人员使用。

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