Metaverse 元宇宙裡面蘊含的科技-我們是如何透過VR看到3D影像的(中) [2]

更新於 發佈於 閱讀時間約 5 分鐘
繼上一篇簡單介紹了實現元宇宙的工具之一VR之後,我們了解了VR為什麼可以將影像放大並投影到我們的眼睛之後,接下來就是為什麼VR能將手機或是顯示器投射出來的平面影像轉換成3D影像?
畢竟我們所處的真實環境都是立體的,而VR最終的目標之一就是讓使用者分不清是在現實還是虛擬場景之中,所以立體的影像必不可少。
目前主流的VR立體顯示技術分為兩大類:立體視覺Stereoscopic光場Light field,但目前光場技術還在開發中,市面上大多數的VR眼睛都是採用立體視覺技術。
其實立體視覺這個詞看起來很高深,但實際上與我們再熟悉不過了,各位也不要把3D想成一個很遙遠的東西,首先怎麼樣讓一個物體產生立體的感覺? 答案早就藏在高中數學課本裡了,(x,y)是平面,那(x,y,z)就是立體,所以3D比2D多了一個z(這個z可以是深度也可以是高度),所以手機裡的阿財之所以看起來是平面的,就是大家沒看到阿財的深度XD
在介紹立體視覺之前,我們先要知道人為什麼會有立體感知,立體這個概念我們可以分成兩個方面討論:
欺騙大腦
大腦計算


欺騙大腦

我們人的大腦很容易被騙,準確來說我們的大腦會腦補一些東西,舉個例子,大家看到下面左邊這個方塊是不是有一種立體的感覺?但這個方塊只是阿財隨便在小畫家上畫的,實際上它與右邊的圖案一樣,沒有任何深度的資訊,這就是人的腦補,我們看一個物體最直覺的想法就是,近的大遠的小,加上我利用大家的知識,把立方體的其他面畫出來,所以才能以假亂真。
左右方塊都沒有深度資訊(都是平面的喔)!
另一種腦補方式也很常見,大家看到下圖兩隻熊大是不是很自然的會覺得刺蝟熊大在海豹熊大前面?因為我們認為刺蝟熊大好像遮擋住海豹熊大了,這也是一種腦補,說不定海豹熊大它就沒有下半身啊(右圖) [1]
遮擋的情況
這種腦補的行為還有透過紋理陰影和幾何透視等等,詳細可以參考影片(趕時間的朋友可以從2分開始到9分鐘結束喔~):

大腦計算

上述講的case我們用不含任何深度資訊的平面圖形欺騙了大腦,但實際上有玩過VR的朋友都知道,輸入的影像會分成左右兩邊如下圖:
VR 輸入左右眼影像by YouTube VR模式
而我們人之所以可以感覺到VR的影像是立體的形式,都要歸功於我們的靈魂之窗-眼睛和超級計算機-大腦,左右眼因為有一個距離(瞳距)所以看到同一個物體實際上有些微的差距,正是因為我們兩個眼睛看到一個物體不同的面,再透過我們的大腦,將這些不同的面融合成立體的影像,這就是立體視覺的基本原理
其實3D電影也是利用同樣的效果喔,不過種類繁多就不在這篇贅述,大家如果有興趣阿財以後再和各位聊聊3D電影的眼睛有哪些~
其實我們的人眼就像是一台超強大的相機,但是我們要看清楚一個物體,勢必也需要對焦,當我們仔細看著一個物體的時候,其他的物體就會變模糊,就像是我們拍照得時候,必須對焦在一個面上,背景就糊化了,我們人眼會根據大家要看的物體,進行高速變焦,這種現象我們叫做視覺調節(visual accommodation) 。
大家有沒有覺得很神奇,我們的大腦就是這麼厲害,但嚴格意義上來說上述的兩種方式都不算真-3D,這種腦補或是大腦計算的機制也衍伸出很多的問題,我相信玩過VR的朋友應該深有體會,如果玩太久可能會頭很暈,VR頭暈成因有很多,詳細可以參考我的影片:
這邊解釋一個最常被提出來的Vergence Accommodation Conflict (VAC)視覺衝突調幅,其實VAC不止會發生在VR上,AR和MR都有可能發生,從文獻中的圖片可以很好的解釋這個VAC的現象:
左圖為真實世界, 右圖為VA/AR [2]
左邊是真實世界的情況,我們聚集在小圓球上,其他地方是模糊的(綠色柵欄)圖C所示,這時候我們的聚散距離(Vergence distance)和焦距(Focal distance)是一樣的,可以想像是物體的光進到我們眼睛聚焦的位置和我們感知到的位置是一樣的。 但是右圖是VR的情形,這時候並沒有一個真實的物體,是顯示器(display screen)的光進到我的眼睛,所以圖D我們可以發現,小球和綠色柵欄都是清楚的(小球和柵欄都是顯示器在同一個位置發射的圖片),而顯示器的圖片聚焦進到我們眼睛之後,大腦經過計算,融合成一個3D的物體,這時候我們感知的物體深度是比實際顯示器的距離還要遠的,這樣大腦就產生了衝突(conflict)這種衝突就叫做VAC,這種衝突大家可以想像是:

眼睛:我現在聚焦在小球上喔!柵欄應該要是模糊的。
大腦:What? 為什麼小球和柵欄都是清楚的,到底眼睛聚焦在哪?我要怎麼調節? 大腦:暈~
所以玩VR久了之後,VAC會造成使用者頭暈或不適,而這個問題目前許多高校和研究機構都在想辦法解決,而最大的希望之一就是光場技術。為何光場技術被視為下一個VR超新星技術呢?有興趣的朋友可以追蹤阿財訂閱阿財YouTube,阿財以後會為大家一一揭秘喔~ 那今天就分享到這邊大家下期再見~
延伸閱讀
參考資料:
[1] 圖片來源 : 自己拍的Linefriends娃娃
[2] Hoffman, David M., et al. "Vergence–accommodation conflicts hinder visual performance and cause visual fatigue."Journal of vision8.3 (2008): 33-33.
為什麼會看到廣告
avatar-img
145會員
31內容數
此專輯主要探討元宇宙相關的技術,包含虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)、物理引擎和各種生成虛擬影像內容的算法,歡迎大家來坐坐聊聊並留言發表你的看法,如果覺得阿財寫的不錯也不要吝嗇你們的愛心~當然也可以贊助阿財,讓阿財更有寫作的動力唷~
留言0
查看全部
avatar-img
發表第一個留言支持創作者!
元宇宙 Metaverse,這陣子又被推到風口浪尖,魷魚遊戲(Squid Game)在Netflix上大火之後,Roblox上也用近乎瘋狂的速度上架還原了其中的場景,當然目前還只是隔著螢幕操控人物,沒有辦法很身歷其境。 這篇文章主要對VR相關基礎技術作出簡介,VR裡面究竟有哪些東西,快來一探究竟吧!
元宇宙 Metaverse,這陣子又被推到風口浪尖,魷魚遊戲(Squid Game)在Netflix上大火之後,Roblox上也用近乎瘋狂的速度上架還原了其中的場景,當然目前還只是隔著螢幕操控人物,沒有辦法很身歷其境。 這篇文章主要對VR相關基礎技術作出簡介,VR裡面究竟有哪些東西,快來一探究竟吧!
你可能也想看
Google News 追蹤
Thumbnail
大家好,我是woody,是一名料理創作者,非常努力地在嘗試將複雜的料理簡單化,讓大家也可以體驗到料理的樂趣而我也非常享受料理的過程,今天想跟大家聊聊,除了料理本身,料理創作背後的成本。
Thumbnail
哈囉~很久沒跟各位自我介紹一下了~ 大家好~我是爺恩 我是一名圖文插畫家,有追蹤我一段時間的應該有發現爺恩這個品牌經營了好像.....快五年了(汗)時間過得真快!隨著時間過去,創作這件事好像變得更忙碌了,也很開心跟很多厲害的創作者以及廠商互相合作幫忙,還有最重要的是大家的支持與陪伴🥹。  
Thumbnail
嘿,大家新年快樂~ 新年大家都在做什麼呢? 跨年夜的我趕工製作某個外包設計案,在工作告一段落時趕上倒數。 然後和兩個小孩過了一個忙亂的元旦。在深夜時刻,看到朋友傳來的解籤網站,興致勃勃熬夜體驗了一下,覺得非常好玩,或許有人玩過了,但還是想寫上來分享紀錄一下~
Thumbnail
我們所感知的世界,其實是大腦根據感官輸入所建構出來的。這個建構過程可能受到我們的經驗、記憶、情感等因素的影響,因此我們所感知到的世界並非客觀世界的完全反映。 我們用語言來描述世界,但語言本身就具有模糊性。相同的詞語在不同的情境下可能會有不同的含義。不同的語言之間也有思維的先天限制與隔閡。
Thumbnail
我們在練習顯化時,偶爾會出現自己不想要的 3D現實。 當自己害怕的劇情(3D現實)出現時,寶貝們可以回想一下: 這個劇情是否曾經閃過你的腦海中?並且盤旋了一段時間? 那,為何大腦會忍不住一直思考那些自己害怕的東西? 答案就是:因為我們產生了 情緒。 凡人(還未接觸過顯化/剛接觸顯化的人),大腦
Thumbnail
我們生活的空間,是三度空間、三次元空間。   我們眼睛看出去,是三度空間,是立體的,有長、寬、高。   畫家在畫畫時,就有個麻煩問題。 圖畫紙是平面,只有長、寬,只有二度空間。   如何將眼睛看到的立體東西,完整畫到紙上,是很難的問題。  
凝視某一點會發現它在後退,不停地收縮,一眨眼又恢復原來的樣子,這個世界的原貌是什麼? 當我們凝視某一點時,會發現它好像在後退,甚至在不停地收縮,但一眨眼又恢復原來的樣子。這個現象提醒我們,這個世界的原貌或許並不是我們眼前所見的那樣。 眼睛的錯覺 首先,這個現象可以解釋為眼睛的錯覺。我們的眼睛和
Thumbnail
最近我們進行了這學期的視力檢查, 進入大班的孩子視力狀況都有達到發展階段, 還有孩子很自豪地說著自己的眼睛很厲害,可以看很遠的地方呢! 而在進行視力檢查的同時,我們也會做立體感的檢測; 立體感是什麼,就是對眼睛辨別四周物體間的有關距離、深度和體積的分辨能力。 而有資料指出立體感對
Thumbnail
本章節要帶大家初探虛擬實境這個產業~~~ 伴隨著科技進步發展,VR 虛擬實境已逐漸擴大應用到許多產業之中,2021 年不能錯過的熱搜榜科技新詞「元宇宙」更是其混合使用的最強案例。然而, AR/VR 混合式的 MR 以及 XR 也趁勢崛起,大幅度的挑戰人們對於感官的互動體驗! 虛擬實境(Vir
孩子,人的感覺與知覺,就是一種維度的呈現與表徵。你在書中看到的顏色錐形圖,你也可以套用在你們所謂的長寬高的三維數學當中。而第四維並不是時間,而是意識,也就是你們在研究的知覺,心理感覺的歷程。 視覺是你們的肉體運用光的折射的活動現象,撈取並且建築這個世界的其中一種樣貌展現給你們理解的工具。而看到這些
Thumbnail
影像短片與數位虛擬作品<Virtualscape>與<Mindscape>系列影像不僅是現象的再現,也是通往另一個時空的通道;藉由此系列影像的通道,成為凝結的瞬間、異鄉的想望、怡然自得的凝視,在觀察者內心形成新的連結、新的存在,就像是<Virtualscape>飄蕩在虛空宇宙的碎片。
Thumbnail
3D 模型是用來表示物體的多邊形,可以是現實世界的實體或虛構的東西。本文分享國外網站如何製作 3D 模型的多種方法,包括文字轉 3D 模型、圖像轉 3D 模型和掃描現實物體轉 3D 模型等。歡迎想要製作或使用 3D 模型的你參考!
Thumbnail
大家好,我是woody,是一名料理創作者,非常努力地在嘗試將複雜的料理簡單化,讓大家也可以體驗到料理的樂趣而我也非常享受料理的過程,今天想跟大家聊聊,除了料理本身,料理創作背後的成本。
Thumbnail
哈囉~很久沒跟各位自我介紹一下了~ 大家好~我是爺恩 我是一名圖文插畫家,有追蹤我一段時間的應該有發現爺恩這個品牌經營了好像.....快五年了(汗)時間過得真快!隨著時間過去,創作這件事好像變得更忙碌了,也很開心跟很多厲害的創作者以及廠商互相合作幫忙,還有最重要的是大家的支持與陪伴🥹。  
Thumbnail
嘿,大家新年快樂~ 新年大家都在做什麼呢? 跨年夜的我趕工製作某個外包設計案,在工作告一段落時趕上倒數。 然後和兩個小孩過了一個忙亂的元旦。在深夜時刻,看到朋友傳來的解籤網站,興致勃勃熬夜體驗了一下,覺得非常好玩,或許有人玩過了,但還是想寫上來分享紀錄一下~
Thumbnail
我們所感知的世界,其實是大腦根據感官輸入所建構出來的。這個建構過程可能受到我們的經驗、記憶、情感等因素的影響,因此我們所感知到的世界並非客觀世界的完全反映。 我們用語言來描述世界,但語言本身就具有模糊性。相同的詞語在不同的情境下可能會有不同的含義。不同的語言之間也有思維的先天限制與隔閡。
Thumbnail
我們在練習顯化時,偶爾會出現自己不想要的 3D現實。 當自己害怕的劇情(3D現實)出現時,寶貝們可以回想一下: 這個劇情是否曾經閃過你的腦海中?並且盤旋了一段時間? 那,為何大腦會忍不住一直思考那些自己害怕的東西? 答案就是:因為我們產生了 情緒。 凡人(還未接觸過顯化/剛接觸顯化的人),大腦
Thumbnail
我們生活的空間,是三度空間、三次元空間。   我們眼睛看出去,是三度空間,是立體的,有長、寬、高。   畫家在畫畫時,就有個麻煩問題。 圖畫紙是平面,只有長、寬,只有二度空間。   如何將眼睛看到的立體東西,完整畫到紙上,是很難的問題。  
凝視某一點會發現它在後退,不停地收縮,一眨眼又恢復原來的樣子,這個世界的原貌是什麼? 當我們凝視某一點時,會發現它好像在後退,甚至在不停地收縮,但一眨眼又恢復原來的樣子。這個現象提醒我們,這個世界的原貌或許並不是我們眼前所見的那樣。 眼睛的錯覺 首先,這個現象可以解釋為眼睛的錯覺。我們的眼睛和
Thumbnail
最近我們進行了這學期的視力檢查, 進入大班的孩子視力狀況都有達到發展階段, 還有孩子很自豪地說著自己的眼睛很厲害,可以看很遠的地方呢! 而在進行視力檢查的同時,我們也會做立體感的檢測; 立體感是什麼,就是對眼睛辨別四周物體間的有關距離、深度和體積的分辨能力。 而有資料指出立體感對
Thumbnail
本章節要帶大家初探虛擬實境這個產業~~~ 伴隨著科技進步發展,VR 虛擬實境已逐漸擴大應用到許多產業之中,2021 年不能錯過的熱搜榜科技新詞「元宇宙」更是其混合使用的最強案例。然而, AR/VR 混合式的 MR 以及 XR 也趁勢崛起,大幅度的挑戰人們對於感官的互動體驗! 虛擬實境(Vir
孩子,人的感覺與知覺,就是一種維度的呈現與表徵。你在書中看到的顏色錐形圖,你也可以套用在你們所謂的長寬高的三維數學當中。而第四維並不是時間,而是意識,也就是你們在研究的知覺,心理感覺的歷程。 視覺是你們的肉體運用光的折射的活動現象,撈取並且建築這個世界的其中一種樣貌展現給你們理解的工具。而看到這些
Thumbnail
影像短片與數位虛擬作品<Virtualscape>與<Mindscape>系列影像不僅是現象的再現,也是通往另一個時空的通道;藉由此系列影像的通道,成為凝結的瞬間、異鄉的想望、怡然自得的凝視,在觀察者內心形成新的連結、新的存在,就像是<Virtualscape>飄蕩在虛空宇宙的碎片。
Thumbnail
3D 模型是用來表示物體的多邊形,可以是現實世界的實體或虛構的東西。本文分享國外網站如何製作 3D 模型的多種方法,包括文字轉 3D 模型、圖像轉 3D 模型和掃描現實物體轉 3D 模型等。歡迎想要製作或使用 3D 模型的你參考!