vr必备知识纱窗效应和mura(zt)

2019-11-20 11:22

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[VR知识] 显示屏中的纱窗效应、Mura和混叠分别是什么




BOE知识酷 · 2019-02-28

说起来现在VR的开发真的是困难重重,谈到虚拟现实头显,其中一个最为显著的瓶颈就是视觉保真度。在讨论和比较VR头显的视觉保真度时,我们经常会触及三个关键要素:纱窗效应,Mura(即 亮度/颜色不均匀)和混叠。在本文,我们将向大家简要介绍这三者的特点。


说起来现在VR的开发真的是困难重重,谈到虚拟现实头显,其中一个最为显著的瓶颈就是视觉保真度。在讨论和比较VR头显的视觉保真度时,我们经常会触及三个关键要素:纱窗效应,Mura(即 亮度/颜色不均匀)和混叠。在本文,我们将向大家简要介绍这三者的特点。
纱窗效应
在Rift和Vive等第一代VR头显中,纱窗效应可能是最为明显的伪影。从技术上来说,纱窗效应是“低填充系数”的结果,而“纱窗”的命名是由于 VR 眼镜(屏幕和内容)的分辨率不足,人眼会直接看到显示屏的像素点,就好像隔着纱窗看东西一样。
如下图:



图自roadtovr
画素是小而单独点亮的元素,它们通过阵列排放以建立显示。由于各种原因,画素有时难以紧密地打包在一起,而这导致它们之间的间隙没有点亮。显示屏的“填充系数”描述了实际点亮面积与非点亮面积之间的比例。在低填充系数的显示器上,使用者容易感知画素之间的不亮空间,从而导致纱窗效应的出现。
减少纱窗效应就需要更高的DPI,更高的DPI就意味着更高的分辨率,那么我们只需要做一个简单算数:4K级别的分辨率应用在VR眼镜上,外加VR需要更高的刷新率(Oculus的CV版本是90Hz),这对于PC的处理能力提出的要求也是不得不考虑的,更不要说是在手机端。
不同分辨率的图像在VR中显示的效果肯定不一样,分辨率越高,纱窗效应越不明显。
1080p的图像

2K的图像显示

4K的图像显示

多少分辨率才能消除纱窗效应呢?
每个人的视场角都有些许差距,但大多都是水平210°,垂直100°。pixel per degree(像素每度)——是指一度所包含的像素。我们在3米距离内看电视、半米距离内操作电脑、一尺距离内玩手机,为什么看不出像素呢?因为你视场角中的1°会看到60个像素,从而分辨不出像素感,60°才能达到『视网膜』级别的体验。在下图中,每个格子代表水平视场角上的1°和垂直视场角上的1°的小方格。如果每一度上有60个像素,那么一个小方格是60×60个像素。

所以,水平的210°里,有210×60=12,600个像素,而垂直的100°里有100×60=6,000个像素。所以,理想的情况下我们需要12,600×6,000的画面。
Mura(即 亮度/颜色不均匀)
由于各种原因,即使计算机输出到显示器是由单一颜色值组成的一帧,令每个画素显示完全相同的颜色也十分具有挑战性。 Mura是画素之间颜色和亮度不均匀的结果。

图自roadtovr
在上图,显示器的所有画素在技术上都设定为一个颜色值,但设计和制造中的不完善意味着实际颜色输出可能不一致。
当涉及画素之间的颜色一致性时,某些显示技术具有天然的优势。例如LCD在减少Mura方面往往是相当不错;但其他技术则显得十分挑战,比如说OLED(由于其他原因而受到VR头显厂商的青睐),这样的显示器需要仔细校准以实现良好的效能。
混叠
由于显示器由排列在网格中的方形画素(通常是这样)组成,因此很容易显示与画素网格行对齐的水平线条和垂直线条。但在显示对角线或曲线时,问题就会产生,因为你正试图用只能沿网格放置的方块来绘制曲线。这意味着只有直线才能自然地显示出画素和画素网格的基本形状。

图自roadtovr
当然,增加显示器的画素密度意味着混叠的减少,因为显示器的分辨率能够支援画素更精确地拟合呈现的曲线或对角线。

图自roadtovr
抗锯齿可以线上条边缘使用不同颜色的画素以减少感知混叠,从而创建出更平滑的线条。

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发布于:2019-11-20 11:27

1 #

沙发#

自己顶一把,p1刚发布的时候迫不及待入手初体验震撼,时间一久就觉得纱窗效应让人无法忍受,于是在双11把p1以650块的价格挂了咸鱼,入手了p14k,可纱窗效应还是很明显,后悔处理p1的草率,有进步,进步明显不如期望啊。


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