5、头显式增强现实显示中的基础感知研究

头显式增强现实显示中的基础感知研究

1. 引言

对于许多初次使用增强现实（AR）显示器的用户来说，实际体验往往达不到他们的预期。尽管有多个与人为因素相关的问题导致了这种差距，但大量的轶事证据和众多受控实验室研究表明，部分性能差距源于图形展示的低感知质量。尽管在生成逼真图形方面已经进行了广泛研究，但在AR领域，很少有成果能达到那种视觉真实感水平。

经过对相关文献的回顾以及自身的经验和研究，我们确定了四个基础领域，在这些领域中，融合世界里对虚拟和真实元素的基本感知可能存在不足。视觉敏锐度涉及几何分辨率问题，有限的对比度和扭曲的颜色感知揭示了颜色分辨率和呈现方面的问题。这些挑战自然会引发文本清晰度的问题。在许多应用中，深度分割也会带来关于立体图像质量的问题。接下来，我们将探讨这些问题在头显式AR显示器中的具体表现。

头显式显示器在工业、医疗和军事应用中仍然是热门选择。它最重要的优势之一是能够让用户免手持观看环境，并从用户的视角向环境中添加信息，这最接近萨瑟兰最初的设想。然而，我们也记录到，当用户通过头显式AR显示器观看环境时，人类视觉系统的基本能力会有所下降。在后续内容中，我们将讨论这些问题的理论和生态背景，介绍测量这些问题对AR用户实际影响的实验设计，并报告在各自实验室中进行的已发表和未发表的实验结果。此外，我们强调在AR系统的设计和发展过程中，早期和定期进行此类评估的重要性。

多年来，海军研究实验室和海军研究办公室资助了关于移动AR系统各个方面的研究。这些项目的核心应用是战场增强现实系统（BARS™）。BARS的开发采用了可用性工程范式，即迭代评估系统的技术能力以及用户在代表性任务上的表现。BARS旨在为城市地形军事行动中的徒步作战人员提供态势感知（SA）。在B