口罩平衡技术：基于感知的动态可见性增强机制，适用于具备遮挡处理能力的光学透视头戴显示器

《IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics》：Mask Balancing: Perception-Driven Dynamic Visibility Enhancement for Occlusion-Capable Optical See-Through Head-Mounted Displays

　　

摘要：

具有遮挡功能的光学透明头戴显示器（OC-OSTHMDs）的透明度较低，这会降低真实场景的可见度，从而阻碍了这些设备的实际应用。以往的研究通过提高空间光调制器（SLM）的透射率来缓解这一问题。然而，这种策略很快遇到了瓶颈，因为进一步的优化需要改进所有光学元件的透射率，例如透镜和分束器。此外，像素化遮挡通常依赖于对真实场景光线进行偏振处理，这不可避免地会将输入光功率减半。为了克服这一限制，我们提出了一种掩模平衡方法，通过偏振混合来提高真实场景的亮度。具体来说，通过光学系统传递的s偏振分量（用于提供遮挡功能）与绕过系统保留真实场景原始视图 olan p偏振分量进行混合。这种混合是通过简单调节偏振分束器与线性偏振器之间的交叉角度来实现的，从而提高了该方法的可靠性和灵活性。我们引入了一种基于感知的混合方法，实时优化交叉角度，以平衡真实场景的可见度以及虚拟对象的纹理和光照效果。我们构建了一个台式原型，并进行了包含12名参与者的用户研究，以量化虚拟对象的纹理和光照可见度阈值。随后进行的另一项研究也证明了所提出方法在提高真实场景可见度的同时，能够保持虚拟对象的良好显示效果。我们认为，所提出的方法是朝着开发实用的OC-OSTHMDs解决方案迈出的重要一步。