卡内基梅隆大学XR科研成果：用ConeTilt实现遮挡感知型多焦点显示器
倾斜光锥可以提供与物理遮挡相同的效果
（映维网 2020年12月23日）在映维网早前分享的SIGGRAPH 2020论文《Towards occlusion-aware multifocal displays》中，卡内基梅隆大学和Technion的研究人员演示了如何利用全新的ConeTilt运算符实现遮挡感知型多焦点显示器。
具体而言，人类视觉系统利用一系列的线索来感知深度，包括视差、视觉调节、运动视差和遮挡。为提供一种沉浸式用户体验，虚拟现实显示器必须能够同样提供所述的线索。多焦点显示器是满足视觉调节提示的经典方法之一。它将虚拟内容放置在多个焦平面之上，而每个焦平面的深度不同。然而，靠近眼睛的焦平面内容无法遮挡远方的焦平面内容。这会减损遮挡线索，并由于散焦模糊溢出而降低深度不连续位置的对比度。
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这篇论文利用能够提供额外自由度的ConeTilt运算符来实现遮挡感知型多焦点显示器，方式是倾斜显示面板的每个像素所发射的光锥。团队发现，对于具有相对简单遮挡配置的场景，倾斜光锥可以提供与物理遮挡相同的效果。研究人员证明ConeTilt可以轻松使用纯相位空间光调制器来实现。利用一个实验室原型，卡内基梅隆大学和Technion证明了遮挡线索的存在和深度边缘显示对比度的增加。
日前，Siggraph采访了项目的两位研究人员卡内基梅隆大学博士生Rick Chang和副教授Aswin Sankaranarayanan。下面是映维网的具体整理：
◐ 可以谈谈论文描述的研发过程吗，你们的灵感是什么？
Rick Chang：ConeTilt显示器是一个令人愉快的副产品。我们原本是希望解决多焦显示器的遮挡问题，我们的初衷是利用光场显示器代替显示面板，并通过角度分辨率来控制虚拟对象发出的光。但我们很快发现，我们需要的角分辨率太高，而这会大大降低分辨率。我们同时考虑使用相位空间光调制器（SLM）来局部控制光场显示的空间角度平衡，但这使得系统过于复杂。后来，我在一次乘坐公共汽车时思考这个问题，看着路过的汽车，我突然意识到，要创建遮挡，我们只需要倾斜整个光锥。我非常兴奋并直接走进Aswin的办公室，在白板勾勒了一张图表。这就是我们提出ConTilt的由来。
Aswin Sankaranarayanan：一切都是Rick的功劳。他当时非常兴奋地来到我的办公室，在我的白板勾勒出了所述想法。当他说完之后，我马上就信服了。
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