編譯/VR陀螺
近日,美國(guó)專利商標(biāo)局公布了蘋果公司的一項(xiàng)專利申請(qǐng),該專利涉及一種新的HMD攝像頭系統(tǒng),包括一個(gè)二維的攝像頭陣列,可以捕捉場(chǎng)景中各個(gè)部分的圖像。
攝像機(jī)沿球形表面放置,使攝像機(jī)具有相鄰的視野。攝像機(jī)的入瞳定位在用戶的眼睛或附近,同時(shí)攝像機(jī)也在傳感器處形成優(yōu)化的圖像。專利還描述了減少陣列中攝像頭數(shù)量的方法,以及減少?gòu)年嚵兄凶x取并由管線處理的像素?cái)?shù)量的方法。
從大的方面來(lái)說(shuō),虛擬現(xiàn)實(shí)允許用戶體驗(yàn)和/或與一個(gè)沉浸式的人工環(huán)境互動(dòng),這樣用戶就會(huì)感覺(jué)到他們仿佛親身處于該環(huán)境中。因此,虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的模擬環(huán)境和/或混合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的混合環(huán)境可被用來(lái)為多種應(yīng)用提供交互式用戶體驗(yàn),如將虛擬內(nèi)容添加到觀看者環(huán)境的實(shí)時(shí)視圖中的應(yīng)用、生成3D虛擬世界(元宇宙)的應(yīng)用、與虛擬訓(xùn)練環(huán)境的互動(dòng)、游戲、遠(yuǎn)程控制無(wú)人機(jī)或其他機(jī)械系統(tǒng)、觀看數(shù)字媒體內(nèi)容、與互聯(lián)網(wǎng)互動(dòng)、探索虛擬景觀或環(huán)境等。
蘋果公司的專利涉及用于視頻透視頭戴式顯示器(HMD)的場(chǎng)景攝像頭,可用于混合現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。
在傳統(tǒng)的HMD中,一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)景攝像頭可以安裝在HMD的前面。然而,場(chǎng)景攝像頭的視點(diǎn)(POV)與用戶眼睛的POV有很大的偏移和不同。蘋果公司的發(fā)明通過(guò)將攝像機(jī)的入瞳向用戶的眼睛移動(dòng)來(lái)糾正攝像機(jī)的視點(diǎn)(POV)以匹配用戶的POV。
在一些實(shí)施方案中,HMD包括小尺寸攝像頭的二維陣列(例如,一個(gè)陣列用于左眼,第二個(gè)陣列用于右眼),這些攝像頭捕捉用戶面前的真實(shí)世界場(chǎng)景的各個(gè)部分的圖像。攝像機(jī)沿球形曲線或表面定位,以便攝像機(jī)具有不重疊的、相鄰的視場(chǎng)。
為了更準(zhǔn)確地表現(xiàn)用戶的視角,攝像機(jī)的光學(xué)器件被配置成將陣列中的攝像機(jī)的入瞳定位在圖像傳感器處形成的圖像平面后面,并在用戶的眼睛處或附近,同時(shí)攝像機(jī)也在傳感器處形成優(yōu)化圖像。通過(guò)這種方式,每個(gè)攝像機(jī)陣列從與用戶各自眼睛基本相同的角度捕捉場(chǎng)景的視圖。
在一些實(shí)施方案中,一個(gè)傳感器可用于為陣列中的多個(gè)(例如,四個(gè))攝像頭捕捉圖像。在這些實(shí)施方案中,與一個(gè)傳感器一起使用的攝像頭的光學(xué)器件可以被移位或調(diào)整,以使圖像平面與傳感器表面對(duì)齊。
在一些實(shí)施方案中,可以使用一個(gè)彎曲的傳感器和一個(gè)更簡(jiǎn)單的鏡頭系統(tǒng),為每個(gè)攝像頭提供更寬的FOV,從而減少陣列中的攝像頭的數(shù)量。
蘋果公司的專利圖1A說(shuō)明了一個(gè)頭戴式顯示器(HMD),它包括一個(gè)攝像頭陣列,其入瞳位于用戶的眼睛或附近;圖2說(shuō)明了一個(gè)攝像頭陣列的一部分。
圖源:patentlyapple
蘋果公司的專利圖3說(shuō)明了一個(gè)例子,該攝像頭的入瞳位于用戶的眼睛或附近,可用于圖1A和圖2所示的陣列中。
圖源:patentlyapple
蘋果公司的圖9A和9B說(shuō)明了通過(guò)降低分辨率和轉(zhuǎn)移外圍區(qū)域的攝像頭的入瞳來(lái)減少攝像頭的數(shù)量。
圖源:patentlyapple
蘋果公司的專利圖16圖示了在攝像頭陣列前面增加一個(gè)負(fù)半月板透鏡,以增加攝像頭向外圍的FOV;圖17圖示了在攝像頭陣列前面增加一個(gè)負(fù)半月板透鏡,以逐步抵消攝像頭向外圍的POV。
圖源:patentlyapple
蘋果公司的專利圖20A至20C以圖示方式說(shuō)明了一個(gè)場(chǎng)景攝像頭的例子,該攝像頭陣列中的攝像頭前面包括一個(gè)負(fù)半月板透鏡。
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來(lái)源:patentlyapple
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