一、背景分析 JH|]B|3  
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    游戲業(yè)發(fā)展到今天，無(wú)論是從聲音還是畫(huà)面都力圖使玩家真正感受到身臨其境的效果，在追求高品質(zhì)畫(huà)面和環(huán)境音效的同時(shí)，操作、顯示的真實(shí)感也開(kāi)始受到玩家們的廣泛關(guān)注，對(duì)于那些射擊、賽車、飛行類游戲，傳統(tǒng)顯示設(shè)備已經(jīng)不能很好的滿足要求了。 E-`3}"{  
    放眼電視游戲市場(chǎng)，眾多的仿真外設(shè)孕育而生，回膛光槍、力回饋方向盤、超真實(shí)飛行模擬控制臺(tái)……這些已經(jīng)說(shuō)明操作的真實(shí)感更可以讓人融入到心愛(ài)的游戲當(dāng)中。除了電視游戲，目前的電腦游戲也在追求強(qiáng)烈的真實(shí)感，并且推出了一系列專門的游戲操作設(shè)備。 E xls_oSp  
    虛像顯示、立體顯示技術(shù)的引入勢(shì)必提升游戲顯示的真實(shí)感。 Hh1]\4D,4  
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1、技術(shù)背景——虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) N8E  

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    虛像顯示系統(tǒng)作為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的視景顯示子系統(tǒng)應(yīng)用于飛行模擬系統(tǒng)中，圖1所示。 $A;%p6PO)  
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    虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，最早起源于20世紀(jì)50年代的美國(guó)，90年代為科學(xué)界和工程界所關(guān)注，發(fā)展至今還處于不斷探索的階段。它的興起，為人機(jī)交互界面的發(fā)展開(kāi)創(chuàng)了新的研究領(lǐng)域；為智能工程的應(yīng)用提供了新的界面工具；為各類工程的大規(guī)模的數(shù)據(jù)可視化提供了新的描述方法。 ;xl0J*r  
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    虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種綜合應(yīng)用各種技術(shù)制造逼真的人工模擬環(huán)境，并能有效的模擬人在自然環(huán)境中的各種感知系統(tǒng)行為的高級(jí)人機(jī)交互技術(shù)。虛擬環(huán)境通常是由計(jì)算機(jī)生成并控制的，使用戶身臨其境的感知虛擬環(huán)境中的物體，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)的三維設(shè)備與物體接觸，從而真正的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。 }`~n$OVx  
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    構(gòu)成虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)包括計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)圖形圖像生成技術(shù)、圖像處理與模式識(shí)別技術(shù)、視景顯示技術(shù)、運(yùn)動(dòng)模擬技術(shù)、智能接口技術(shù)、人工智能技術(shù)、多傳感器技術(shù)、語(yǔ)音處理與音響技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成技術(shù)等等。 z@21Z`,  
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2、視景顯示技術(shù) PNs*+/-S  
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    視景顯示技術(shù)是飛行模擬系統(tǒng)的主要組成部分，飛行視景模擬的逼真程度直接關(guān)系到操作人員能否做出正確的響應(yīng)。視景顯示系統(tǒng)由景象發(fā)生系統(tǒng)和景象顯示系統(tǒng)兩部分組成。 fjd)/Gg  
    景象顯示系統(tǒng)按技術(shù)原理可分為實(shí)像顯示技術(shù)和虛像顯示技術(shù)兩類。 }|OwUdE!R9  
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2.1 實(shí)像顯示技術(shù) I'E7mb<2  
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    根據(jù)物理學(xué)定義，實(shí)像是由實(shí)際光線匯合在一起所成的影像，可以顯現(xiàn)在實(shí)際的屏幕（如背投屏幕）上。實(shí)像顯示系統(tǒng)一般光路比較簡(jiǎn)單，直接通過(guò)投影設(shè)備將圖像投射到顯示屏上即可，其最大的缺點(diǎn)就是缺乏立體縱深感。 `oU|U!|  
    目前，在視景系統(tǒng)中比較常見(jiàn)的實(shí)像顯示方式有平面窗口式、球形幕顯示、模擬球視景顯示三種類型，如圖2、3所示。 % aqP{mOO  
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                        圖2  平面窗口式實(shí)像顯示              圖3  模擬球視景實(shí)像顯示   ictV7)  
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2.2 虛像顯示技術(shù) v{X<6^g  
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    虛像顯示，即對(duì)于一個(gè)正屈光度的光學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)物體放在焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí)，在物體的同側(cè)，可形成一正立的位于遠(yuǎn)處的放大虛像，當(dāng)物體漸漸趨近于焦點(diǎn)時(shí)，像距越來(lái)越大，最后當(dāng)物體就在焦點(diǎn)或焦平面上時(shí)，從理論上講，像即成在光學(xué)無(wú)窮遠(yuǎn)處，這種效應(yīng)即虛像顯示或準(zhǔn)直顯示原理，它的效果是使觀察者“確實(shí)”看到物體位于遠(yuǎn)處，達(dá)到再現(xiàn)真實(shí)世界的目的，所以又可稱為無(wú)限遠(yuǎn)顯示系統(tǒng)，其物象關(guān)系可由高斯公式表示： f#kT?!sP  
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                    f/S + f'/S' = 1                          （1） )*XD"-9  
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    虛像是光的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚而成的像，不能用顯示屏幕承接，只能用人眼觀察，具有縱深感強(qiáng)的特點(diǎn)。目前，無(wú)限遠(yuǎn)顯示系統(tǒng)主要有兩種類型，透射式和反射式無(wú)限遠(yuǎn)顯示系統(tǒng)（n'=-n）。透射式系統(tǒng)采用透鏡作為成像器件，其本身具有固有的像差缺陷和大口徑透鏡制造困難等特點(diǎn)，而反射式系統(tǒng)克服了像差缺陷，只有少量球差，因此，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。 ubv>*iO  
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二、技術(shù)特點(diǎn) KL yI*`  
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    顯示技術(shù)的任務(wù)是根據(jù)人的心理和生理特點(diǎn)，采用適當(dāng)?shù)姆椒ǜ淖児獾膹?qiáng)弱、光的波長(zhǎng)（即顏色）和光的其他特征，組成不同形式的視覺(jué)信息。視覺(jué)信息的表現(xiàn)形式一般為字符、圖形和圖像。 aka)#0l .  
    對(duì)于視景顯示技術(shù)中的景象顯示系統(tǒng)大致有以下幾項(xiàng)性能要求： P~M[i9 V  
    ·觀察者所看到的圖像視角，即眼睛對(duì)顯示視景的張角，應(yīng)與景象發(fā)生系統(tǒng)的視角一致；（仿真眼睛調(diào)節(jié)和視差效果） ?C`r3  
    ·觀察者所看到的圖像應(yīng)位于光學(xué)無(wú)窮遠(yuǎn)處；（產(chǎn)生縱深感） \(MIDCZ@-  
    ·顯示系統(tǒng)的出瞳距應(yīng)適合觀察者的眼睛位置，且出瞳的大小不妨礙觀察者正常的頭部運(yùn)動(dòng)；(眼球位置的容差) v5F+@ug  
    ·圖像有足夠的亮度。通常認(rèn)為圖像亮度不低于5 footlamberts； p