虚拟现实产业联盟标准虚拟现实头戴式显示设备通用规范.pdf

《虚拟现实产业联盟标准虚拟现实头戴式显示设备通用规范.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《虚拟现实产业联盟标准虚拟现实头戴式显示设备通用规范.pdf（47页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、ICS 35.180 L 66 虚拟现实产业联盟标准 T/IVRA 0001 2017 虚拟现实头戴式显示设备通用规范 General specification for virtual reality head mounted display 2017-04-06发布2017-07-01实施 虚 拟 现 实 产 业 联 盟发布 T/IVRA 0001 2017 I 目次 前言 . III 1范围 . 1 2规范性引用文件. 1 3术语 . 1 4缩略语 . 3 5中文信息处理. 4 5.1字符集 . 4 5.2汉字字型 . 4 6虚拟现实头戴式显示设备的分类. 4 6.1外接式虚拟现实头戴式

2、显示设备. 4 6.2一体式虚拟现实头戴式显示设备. 4 6.3外壳式虚拟现实头戴式显示设备. 4 7外接式虚拟现实头戴式显示设备性能要求. 4 7.1基本要求 . 4 7.2光学要求 . 5 7.3显示设备件要求. 6 7.4整体性能要求. 6 7.5跟踪要求 . 6 8一体式虚拟现实头戴式显示设备性能要求. 7 8.1基本要求 . 7 8.2光学要求 . 7 8.3显示设备件要求. 7 8.4整体性能要求. 8 8.5跟踪要求 . 9 9外壳式虚拟现实头戴式显示设备性能要求. 9 9.1基本要求 . 9 9.2光学要求 . 9 9.3外接传感设备要求. 10 10虚拟现实头戴式显示设备试验

3、方法. 10 10.1试验环境条件 . 10 10.2中文信息处理 . 10 10.3限用物质的限量要求试验方法. 10 10.4头戴部分质量的试验方法. 10 10.5头戴部分尺寸的试验方法. 10 10.6视场角的试验方法. 11 10.7有效像素比的试验方法. 11 10.8瞳距范围的试验方法. 12 10.9出瞳距离的试验方法. 13 10.10出瞳直径的试验方法. 13 T/IVRA 0001 2017 II 10.11畸变与色散的试验方法. 14 10.12视度和调整范围的试验方法. 16 10.13双目光轴平行差的试验方法. 16 10.14显示分辨率的试验方法. 16 10.1

4、5显示刷新率的试验方法. 17 10.16亮度对比度的试验方法. 17 10.17虚像距离的试验方法. 18 10.18角分辨率试验方法. 19 10.19系统延迟的试验方法. 20 10.20遮光性的试验方法. 24 10.21散热性的试验方法. 24 10.22跟踪误差和灵敏度的试验方法. 24 10.23角度漂移的试验方法. 25 10.24角度与位置采样频率的试验方法. 27 10.25移动跟踪范围的试验方法. 28 10.26一体式虚拟现实头戴式显示设备电源适应能力的试验方法 . 29 10.27一体式虚拟现实头戴式显示设备电池容量的试验方法 . 29 10.28一体式虚拟现实头戴式

5、显示设备功耗的试验方法 . 29 10.29一体式虚拟现实头戴式显示设备续航时间的试验方法 . 30 10.30外壳式虚拟现实头戴式显示设备适配移动通信终端类型的试验方法 . 31 10.31外壳式虚拟现实头戴式显示设备外接传感设备的试验方法 . 31 附录 A（资料性附录）性能要求表. 33 T/IVRA 0001 2017 III 前言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由虚拟现实产业联盟标准委员会提出并归口。 本标准起草单位： 北京理工大学、 中国电子技术标准化研究院、上海乐相科技有限公司、 深圳虚拟现实科技有限公司、歌尔股份有限公司、北京小鸟看看科技有限公

6、司、宏达通讯有 限公司、小米通讯技术有限公司、北京爱奇艺科技有限公司、深圳市掌网科技股份有限公司、 北京暴风魔镜科技有限公司等。 本标准主要起草人：王涌天、刘越、王聪、翁冬冬、程德文、郭玫、梁勇、何正安、何 川、吕铁汉、党少军、赵大川、迟小羽、崔珊珊、李芳、周珏嘉、王西颖、孙其民等。 T/IVRA 0001 2017 1 信息技术虚拟现实头戴式显示设备通用规范 1范围 本标准规定了虚拟现实头戴式显示设备的分类、性能参数和试验方法。 本标准适用于各种类型的虚拟现实头戴式显示设备。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适 用于本文件。凡是不注

7、日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 10987-2009 光学系统参数的测定 GB/T 11460 信息技术汉字字型要求和检测方法 GB 13000 信息技术通用多八位编码字符集（UCS ） GB/T 17117-2008 双目望远镜 GB 18030 信息技术中文编码字符集 GB/T 18312-2001 双目望远镜检验规则 GB/T 26125 电子电气产品六种限用物质( 铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯 醚) 的测定 GB/T 26572 电子电气产品中限用物质的限量要求 GB 15934-2008 电器附件电线组件和互连电线组件 GJB 636

8、8 军用观瞄仪器定制试验规程 SJ/T 11281-2007 发光二极管（LED ）显示屏测试方法 SJ/T 11348-2006 数字电视平板显示器测量方法 3术语 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 虚拟现实virtual reality 采用以计算机为核心的现代高科技手段生成的逼真的视觉、听觉、 触觉、 嗅觉、味觉等 多感官一体化的数字化人工环境，用户借助一些输入、输出设备， 采用自然的方式与虚拟世 界的对象进行交互，相互影响，从而产生亲临真实环境的感觉和体验。 3.2 头戴式显示设备 head mounted display 一种用于计算机系统的显示设备，该设备被佩戴在用户的头部，通

9、过位于用户眼睛前方 的目视光学系统放大微型显示屏上的图像，从而提供沉浸式或穿透式的显示效果。 3.3 显示分辨率 resolution 描述显示屏幕上显示多少信息的量，以水平和垂直像素来衡量。 T/IVRA 0001 2017 2 3.4 视场角 field of view 显示设备所形成像中，人眼可观察到部分的边缘与观察点( 人眼瞳孔中心 ) 连线的夹角， 包括水平视场角、垂直视场角、 对角线视场角， 未加特殊说明时指左右两个边缘与单个观察 点的夹角，即水平视场角。 注：默认为单眼视场角。 3.5 显示刷新率screen refresh rate 屏幕上每秒内图像更新的次数。 3.6 瞳距

10、inter-pupillary distance 人两眼入射光瞳的中心间距。 3.7 出瞳距离 eye relief 自光学系统最后一面顶点到出瞳平面与光轴交点的距离, 也是能看清整个视场时人眼与 镜片之间的距离。 3.8 图像畸变 distortion 成像过程中所产生的图像像元的几何位置相对于参照系统发生的挤压、伸展、偏移和扭 曲等变形，使图像的几何位置、尺寸、形状、方位等发生改变。 3.9 延迟 motion-to-photo latency 从用户运动开始，一直到对应的图像变化并通过头戴式显示设备映射到人眼上面全部 的时间。 3.10 虚像距离 virtual image distan

11、ce 头戴式显示设备所成虚像平面到出瞳（人眼瞳孔）的距离。 3.11 像素密度pixels per degree 在用户视野中，沿某一方向，每个单位角度内能够看到的显示设备所输出像素的数量。 3.12 图像色散 chromatic aberration 通过头戴式显示设备光学系统观察图像元产生的图像时，产生的不同颜色分离及色彩失 真的情况。 3.13 T/IVRA 0001 2017 3 亮度 brightness 发光表面在指定方向的发光强度与垂直于指定方向的发光面的面积之比，指头戴式显示 设备整体的亮度，是在头戴式显示设备目镜外侧设计出瞳位置测量的亮度，显示设备中 “白 电平最亮”时，输出

12、为最大亮度，显示设备中“黑电平最暗”时，输出为最小亮度。 3.14 亮度范围 brightness range 暗室环境时，显示设备显示纯黑图像（最小亮度）和纯白图像（最大亮度）之间的亮度 范围。 3.15 视度 diopter 虚像与出瞳轴向距离的倒数。 3.16 消畸变 image undistortion 对输出的显示图像进行数字化预处理，使得头戴式显示设备用户观察经过光学系统观察 到的图像尽量减少图像畸变的过程。 4缩略语 VR虚拟现实virtual reality HMD头戴式显示设备head mounted display FOV视场角field of view IPD瞳间距int

13、er-pupillary distance PPD像素每度pixel per degree VID虚像距离virtual image distance LCD液晶显示器liquid crystal display LED发光二极管light emitting diode OLED有机发光二极管organic light emitting diode EPR有效像素比effective pixel ratio DOF自由度degree of freedom USB通用串行总线universal serial bus D屈光度diopter kg 千克 kilogram mm毫米millimete

14、r Hz赫兹hertz m米meter ms毫秒millisecond min分钟minute mAh毫安时milliamperehour V伏特volt kPa千帕kilopascal g克gram T/IVRA 0001 2017 4 5中文信息处理 5.1字符集 产品应采用国家标准规定的字符集，并应在下列范围内选用： a） GB 18030的强制部分， 或 GB 13000与之对应的部分并须建立与GB18030 的映射关系； b） GB 18030的强制部分及其非强制汉字部分，或GB 13000与之对应的部分（须建立与 GB18030 的映射关系）。 5.2汉字字型 汉字字型的使用要求如

15、下： a） 点阵字型 产品采用点阵字型应从GB/T 11460规定的点阵系列中选取，任何产品中不应采用 低于 1112 点阵。 b） 非点阵字型 产品采用非点阵字型应符合如下要求： 1)各生成点阵之间应笔形规范、结构合理、风格一致、美观实用； 2)生成的低点阵（24 点阵以下，含24 点阵）其笔画应与相应低点阵标准一致； 3)邻近笔画不沾连（不含相接笔画）。 c） 装饰说明用字 装饰说明用字字形应符合国家语言文字规范。 6虚拟现实头戴式显示设备的分类 6.1外接式虚拟现实头戴式显示设备 需要与外部主机相连接，本身不包含主要计算能力，仅包含显示系统与传感系统的头 戴式显示设备。 6.2一体式虚拟

16、现实头戴式显示设备 将显示、传感、计算等系统集成在一体的头戴式显示设备。其中，计算单元和传感单 元可以不安装在头部，而是通过有线或无线与安装在头部的显示部分连接。 6.3外壳式虚拟现实头戴式显示设备 本身不具有显示和计算系统，仅具有光学系统及可选传感系统的头戴式装置，该装置 通过与智能移动通信终端等智能终端结合实现完整的头戴式显示功能。 7外接式虚拟现实头戴式显示设备性能要求 7.1 基本要求 7.1.1 限用物质的限量要求 适用时，产品中有毒有害物质的限量应符合GB/T 26572 的规定。 7.1.2 头戴部分质量 T/IVRA 0001 2017 5 虚拟现实头戴式显示设备需要长时间佩戴

17、在用户头部的质量，不包含连接线及其他分离 式部件的质量，应小于或等于0.8kg ，应在产品说明书中标明。 7.1.3 头戴部分尺寸 虚拟现实头戴式显示设备需要长时间佩戴在用户头部的尺寸，由宽度、高度和厚度表示， 其中与双眼连线平行方向为宽度方向，以水平目视方向为厚度方向，以竖直方向为高度方向， 宽度应小于或等于215mm ，厚度应小于或等于125mm ，高度应小于或等于160mm ，应在产品说 明书中标明。 7.2 光学要求 7.2.1 视场角 头戴式显示设备所形成虚像的边缘与人眼连线的夹角，未加特殊说明时指水平视场角； 一级指标：应大于或等于100 ；二级指标：应大于或等于80 。 7.2.

18、2 有效像素比 头戴式显示设备上能够被人眼看到的像素数量与显示元件整体像素数量的比值，应大于 或等于 65% 。 7.2.3 瞳距范围 头戴式显示设备光学系统的双目入射光瞳中心距离的可调节范围，成人宜50mm-75mm ， 儿童宜 50mm-65mm，宜瞳距可调。 7.2.4 出瞳距离 出瞳平面与光轴交点到头戴显示设备最靠人眼侧镜片外表面的距离，应大于或等于 10mm 。 7.2.5 出瞳直径 在出瞳平面内能够看全、看清整个画面图像的人眼可移动的圆形范围的直径，应大于或 等于 4mm 。 7.2.6 畸变 特指头戴式显示设备的图像畸变，指成像过程中所产生的图像像元的几何位置相对于参 照系统发生

19、的挤压、伸展、偏移和扭曲等变形，使图像的几何位置、尺寸、形状、方位等发 生改变。头戴式显示设备的畸变应在软件算法校正畸变之后，在30 半视场角下，小于或等 于3% 。其中百分比定义为：偏离的像素数除以同方向上的总像素数。 7.2.7 视度调整范围 头戴式显示设备支持人眼屈光度的范围。对支持视度调整的设备，可调范围宜等于或超 过6D，应在产品说明书中标明。 7.2.8 视度调整方式 头戴式显示设备支持人眼屈光度的调整方式。对支持视度调整的设备，方式为双目同时 调节或双目分别调节，应在产品说明书中标明。 7.2.9 色散 T/IVRA 0001 2017 6 通过头戴式显示设备光学系统观察图像像元

20、产生的图像时，产生的不同颜色分离及色彩 失真的程度。应在30 半视场下，小于或等于3% 。其中百分比定义为：偏离的像素数除以同 方向上的总像素数。 7.2.10 双目光轴平行差 头戴式显示设备双目光学系统主光轴的夹角，分为水平夹角和垂直夹角。水平方向发散 角应小于或等于1 ；水平方向汇聚角应小于或等于0.5 ；垂直方向交叉角应小于或等于1 。 7.3 显示设备件要求 7.3.1 显示分辨率 头戴式显示设备单个显示元件输出图像的分辨率，需同时说明使用元件的数量。一级指 标：应大于 1200 1080；二级指标：应大于9601080；应在产品说明书中标明。 7.3.2 显示刷新率 头戴式显示设备的

21、显示刷新率。一级指标：应大于或等于90Hz；二级指标： 应大于或等 于60Hz。 7.3.3 亮度对比度 头戴式显示设备显示元件中心位置在白画面（最高灰阶）和黑画面 （最低灰阶）下的亮 度的比值。 一级指标： LCD 对比度大于或等于500:1,OLED大于或等于 5000:1 ；二级指标： LCD 对比度大于或等于300:1,OLED大于或等于 1000:1 。 7.4 整体性能要求 7.4.1 虚像距离 头戴式显示设备所成虚像平面到出瞳的距离，应大于或等于0.3m。 7.4.2 角分辨率 用户通过头戴式显示设备观察时，每单位角所能看到的像素的数量，水平与垂直方向均 应大于或等于 9PPD

22、，应在产品说明书中标明。 7.4.3 系统延迟 在运行标准测试虚拟场景的情况下，从用户的头部移动开始，一直到这一信号通过头戴 式显示设备输出的光学信号映射到人眼所需的时间。一级指标： 宜小于或等于33ms ；二级指 标：宜小于或等于45ms ，或由产品标准给出。 7.4.4 遮光性 衡量头戴式显示设备在佩戴状态下漏光现象的严重程度，通过分级评定。 7.4.5 散热性 衡量头戴式显示设备的散热性能，运行标准试验场景状态下，使用15min后设备表面温 度。应设备表面最高温度应小于或等于55（环境温度为25条件下）。 7.5 跟踪要求 T/IVRA 0001 2017 7 7.5.1 跟踪模式 指头

23、戴式显示设备能够被跟踪的自由度多少，分为三种模式， 分别为无跟踪， 三自由度 跟踪，六自由度跟踪。对于支持跟踪的头戴式显示设备，至少支持3DOF ，推荐支持 6DOF 。 7.5.2 角度漂移 头戴式显示设备静置30min后，在水平方向上角度的平均漂移量，应小于或等于18 。 7.5.3 角度采样频率 角度传感设备的采样频率，应大于或等于60Hz。 7.5.4 移动跟踪范围 指头戴式显示设备在移动位置时，能够跟踪的区域，以跟踪区域的长宽来描述。跟踪范 围小于 3m 3m为桌面尺度跟踪，跟踪范围大于等于3m 3m 为房间尺度跟踪 （或称为大范 围尺度跟踪）。应在产品说明书中标明跟踪范围级别或详细

24、要求。 7.5.5 移动跟踪误差 头戴式显示设备跟踪系统在移动位置时，追踪系统识别的位移与实际移动距离的偏差， 应小于或等于 15mm 。 7.5.6 位置采样频率 位置跟踪系统的采样频率，应大于或等于60Hz。 7.5.7 跟踪稳定度 在头戴式显示设备固定不动的情况下，跟踪数据的抖动范围，包括角度跟踪抖动范围和 位置跟踪抖动范围。一级指标：角度跟踪抖动范围应小于或等于1 ，位置跟踪抖动范围应小 于或等于 5mm 。二级指标：角度跟踪抖动范围应小于或等于2 ，位置跟踪抖动范围应小于或 等于 10mm 。 7.5.8 跟踪灵敏度 指头戴式显示设备跟踪在转动时或移动位置时，追踪系统能够识别的最小转

25、动角度或移 动距离。一级指标：最小角度应小于或等于1 ，移动距离应小于或等于5mm ；二级指标：最 小角度应小于或等于2 ，移动距离应小于或等于10mm ；应在产品说明书中标明。 8一体式虚拟现实头戴式显示设备性能要求 8.1 基本要求 见7.1 。 8.2 光学要求 见7.2 。 8.3 显示设备件要求 8.3.1 显示分辨率 T/IVRA 0001 2017 8 见7.3.1 。 8.3.2 显示刷新率 一体式虚拟现实头戴式显示设备的显示刷新率，应大于或等于60Hz。 8.3.3 亮度对比度 见7.3.3 。 8.4 整体性能要求 8.4.1 虚像距离 见7.4.1 。 8.4.2 角分辨

26、率 见7.4.2 。 8.4.3 系统延迟 在运行标准测试虚拟场景的情况下，从用户的头部移动开始，一直到这一信号通过一体 式虚拟现实头戴式显示设备的光学信号映射到人眼所需的时间，宜不大于 45ms 或由产品标准 给出。 8.4.4 遮光性 见7.4.4 。 8.4.5 散热性 见7.4.5 。 8.4.6 电源适应能力 对于交流供电的产品，应能在 220V22V，50Hz1Hz条件下正常工作。对直流供电的产 品，应能在直流电压标称值的(100 5)%条件下正常工作。直流电压标称值应在产品标准中 规定。对于电源有特殊要求的单元应在产品标准中加以说明。电线组件的要求应符合GB 15934-2008

27、 的规定。 8.4.7 电池容量 设备内置电池的容量。一级指标：大于或等于 3500mAh ； 二级指标：大于或等于 2200 mAh 。 应在产品说明书中标明。 8.4.8 功耗 设备标准功耗，应在产品说明书中标明。 8.4.9 续航时间 头戴式设备在使用电池工作时，在规定设置下单独使用电池从满电量到自动关机所持 续的时间。一级指标：电影模式应大于180min，游戏模式应大于90 min；二级指标：电影模 式应大于 120min，游戏模式应大于60min。应在产品说明书中标明。 T/IVRA 0001 2017 9 8.5 跟踪要求 见7.5 。 9外壳式虚拟现实头戴式显示设备性能要求 9.

28、1 基本要求 9.1.1 限用物质的限量要求 见7.1.1 。 9.1.2 头戴部分质量 虚拟现实头戴式显示装置需要长时间佩戴在用户头部分的质量，不包含智能设备、 连接 线及其他分离式部件的质量，应小于或等于0.5kg ，应在产品说明书中标明。 9.1.3 头戴部分尺寸 虚拟现实头戴式显示装置需要长时间佩戴在用户头上部分的尺寸，宽度、高度和厚度表 示，其中与双眼连线平行方向为宽度方向，以水平目视方向为厚度方向，以竖直方向为高度 方向。宽度应小于或等于215mm ，厚度应小于或等于110mm ，高度应小于或等于160mm ，应在 产品说明书中标明。 9.1.4 适配移动通信终端类型 外壳式虚拟现

29、实头戴式显示设备所能够适配移动通信终端的型号或支持适配移动通信 终端的规格要求，如接口类型，屏幕尺寸，移动通信终端外形尺寸等，应符合硬件结构与光 学上的适配性，应在产品说明书中标明。 9.2 光学要求 9.2.1 视场角 见7.2.1 。 9.2.2 有效像素比 外壳式虚拟现实头戴式显示设备上能够被人眼看到的像素数量与整体像素数量的比值， 应大于或等于 60% 。 9.2.3 瞳距范围 见7.2.3 。 9.2.4 出瞳距离 见7.2.4 。 9.2.5 出瞳直径 见7.2.5 。 9.2.6 畸变 T/IVRA 0001 2017 10 见7.2.6 。 9.2.7 视度调整范围 见7.2.

30、7 。 9.2.8 视度调整方式 见7.2.8 。 9.2.9 色散 见7.2.9 。 9.2.10 双目光轴平行差 见7.2.10 。 9.3 外接传感设备要求 外壳式虚拟现实头戴式显示设备所配备的陀螺仪等附加传感设备的性能要求，应符合适 配性，应在产品说明书中标明。 10虚拟现实头戴式显示设备试验方法 10.1 试验环境条件 本标准中除气候环境试验、可靠性试验和耐电强度试验外，其他试验在下述大气条件下 进行。 温度： 15 35 相对湿度： 25% 75% 大气压： 86kPa106kPa 10.2 中文信息处理 用GB/T 11460规定的方法检查产品中汉字字型与相应标准字型的符合程度，

31、检查字型时 应同时检查字符集。 10.3 限用物质的限量要求试验方法 按GB/T 26125 的规定进行。 10.4 头戴部分质量的试验方法 10.4.1试验设备 电子秤：量程：3kg，精度： 0.1g。 10.4.2试验程序 检查确认电子秤零位及灵敏度，将头戴式显示设备的主机、头带， 除去外接连接线，置 于电子称上，放置稳定后读取电子秤读数。 10.5 头戴部分尺寸的试验方法 T/IVRA 0001 2017 11 10.5.1试验设备 卡尺（精度0.1mm） 。 10.5.2试验程序 如图 1 所示， 取产品目视方向为正方向，定义与双眼连线平行方向为宽度方向，以水平 目视方向为厚度方向，以

32、竖直方向为高度方向。使用卡尺对产品宽度、厚度、高度的最宽处 分别测量并记录。 仅对主体部分进行试验，不含头部固定绑带。 图 1 头戴部分尺寸测量方向定义 10.6 视场角的试验方法 10.6.1试验设备 a）分光计； b）图像检测装置； c）光学平台。 10.6.2试验程序 将头戴式显示设备置于分光计载物台上，将头戴式显示设备以保证一个目镜设计出瞳中 心置于分光计转台中心为准，试验软件控制头戴式显示设备中满屏显示标尺，通过安装在分 光计的望远镜对准头戴式显示设备中的可观察到的最大标尺刻度（目视或通过图像检测装置 捕获），同时记录下分光计度盘刻度。左右两侧的度盘刻度差为全视场角。 分光计望远镜前

33、需安装狭缝保证细光线成像条件。本试验方法参考自GB/T 10987-2009 3.2.1 。 10.7 有效像素比的试验方法 10.7.1试验设备 a）摄像机（视场角大于显示原件在使用时对人眼的张角，分辨率大于显示原件即可）； b）计算机主机。 10.7.2试验程序 用于试验显示元件上能够被人眼看到的像素数量与整体像素数量的比值。 T/IVRA 0001 2017 12 已知显示元件的分辨率以及总像素数? 。 首先在显示元件按照如下要求进行显示： 将屏幕上的像素分成 m 个像素块， 每个像素块分为 n n 个像素格子 （图中 n = 3）， 每次点亮所有像素块中的一个格子，显示绿光。 依次点亮

34、每个像素块中的格子，经过 n2次点 亮，所有像素均被点亮过一次，至此完成一次显示周期，整个屏幕全部点亮来进行同步。 例：如按图 2中所示，即为将屏幕分为m 个九宫格，每次点亮m 个像素，经 9次点亮，把九 宫格的每个位置都点亮一次，即把整个屏幕的所有像素都点亮了一次。 图2 按点亮序屏幕中像素 将摄像机与头戴式显示设备、显示元件放置在暗室， 将显示元件放入头戴式显示设备内， 把摄像机放置在显示设备的出瞳位置。连接摄像机与计算机，运行显示原件上的试验程序， 在计算机上进行观察。 在一个周期的扫描内，可以记录下每次视场范围内共出现了几个绿色光点，统计其数量 （实验前记录单个像素的最大亮度值，实验时

35、亮度大于最大值50% 的记为一个像素），将每 次观察到的绿色光点数相加，则可得到单目可看到的有效像素数?。 则有效像素比为: EPR = 2? ? 100% (1) 式中： EPR有效像素比； ? 单目可看到的有效像素数； ? 总像素数。 如果边缘畸变严重，导致相邻两个像素块之间的格子出现重合，则可适当提高n值。 10.8 瞳距范围的试验方法 10.8.1试验设备 瞳距尺（可用精度为1mm 的直尺代替）。 10.8.2试验程序 如图 3 所示， 确定两个目镜的光学中心，用瞳距尺测量两点之间的距离，该距离即为头 戴式显示设备光学系统的双目入射光瞳中心距离? 。 T/IVRA 0001 2017

36、13 图3 瞳距测量示意图 将设备的 ? 调至最宽与最窄，可通过上述方法测量出设备的? ? 与? ? 。 则设备的光学系统的双目入射光瞳中心距离的可调节范围： ?= ?- ? （2） 式中： ?双目入射光瞳中心距离的可调节范围； ? 设备最宽瞳距； ? 设备最窄瞳距。 10.9 出瞳距离的试验方法 10.9.1试验设备 a）倍率计； b）光学平台； c）平行光管。 10.9.2试验程序 在试验出瞳直径的同时，由倍率计上读取距离分划刻度尺上的数值A；然后沿外筒向前 移动倍率计内筒，直至看清产品光学系统后表面，读取距离分划数值B。两次读数A 与 B 之差的绝对值即为产品的出瞳距离。 由于光学系统镜

37、片表面非常干净，需要在表面放置小的标志物或画点辅助判断。本试验 方法参考自GJB6368-2008 6.1.4。 10.10 出瞳直径的试验方法 10.10.1试验设备 a）倍率计； b）光学平台； c）平行光管。 10.10.2试验程序 T/IVRA 0001 2017 14 用倍率计测量，产品视度归零， 将倍率计贴于目镜筒的后端面，移动倍率计内筒，直到 光学系统的孔径光阑成像最清晰为止，读取分划板上的刻度值，即为出瞳直径数值。 本试验方法参考自GB/T 18312-2001 3.2.3。 10.11 畸变与色散的试验方法 10.11.1试验设备 a）高清单色灰度摄像机； b）图像检测装置（

38、电子目镜等）； c）光学平台； d）16*16打印标定板。 10.11.2试验程序 用于试验头戴式显示设备的软件校正后的整机畸变效果，也可用于试验色散的整机补偿 效果。 10.10.2.1畸变的试验 如下图 4所示，将头戴式显示设备置于光学平台上，其中摄像机的分辨率应高于头戴显 示设备的显示分辨率，摄像机的视场角大于头戴式显示设备的视场角。首先将高清摄像机 放置于头戴式显示设备目镜出瞳中心（如图中1号位置），对头戴式显示设备中的显示在屏 幕上的标定板图像（标定板图像由占满屏幕的16*16个网格点构成，显示的时候图像不能拉 伸）进行拍摄，得到拍摄图像1。然后，用摄像机对真实标定板直接进行拍摄，拍

39、摄时摄像 机图像中心与标定板中心重合，摄像机光轴与标定板平面垂直，调整标定板与相机距离， 使所拍摄图像中标定板的边界位置与拍摄头戴式显示设备所显示标定板图像时所得图像中 边界保持一致，得到拍摄图像2。图像 1和图像 2对应点之间的距离即为每个点的偏移量，记 为偏离量 ? ? ，取视野感兴趣范围内的最大偏移量为该区域的的畸变值，系统消畸变效果 等于： Dist = max? （? ）（3） 式中： Dist 系统消畸变效果； ? 与理想畸变矫正的偏离量。 T/IVRA 0001 2017 15 图 4 畸变试验结构框图 图5 16*16 标定板 10.10.2.2色散的试验 同畸变试验程序步骤，

40、将高清摄像机放置于头戴式显示设备目镜出瞳中心（如图中1号 位置） ，对头戴式显示设备中的显示在屏幕上的标定板图像进行拍摄。标定板图像由占满屏 幕的 16*16个网格点构成， 显示的时候图像不能拉伸。头戴式显示设备分别显示蓝色、绿色、 红色三种颜色的图像，分别得到图像1,2,3 ，取不同颜色对应点间两两差值的最大值为视野 感兴趣范围内的色散值。分别记录各颜色点的位置：蓝色? ? 、绿色 ? ? 和红色 ? ? ，则系统 色散为： dispered = max? | ?- ? |，| ? ?- ? |，| ? ?- ? | （4） 式中： ?显示蓝色图像时图像点的位置； T/IVRA 0001 2

41、017 16 ? 显示绿色图像时图像点的位置； ? ? 显示红色图像时图像点的位置。 10.12 视度和调整范围的试验方法 10.12.1试验设备 a）视度管； b）光学平台； c）平行光管。 10.12.2试验程序 用视度管和平行光管检验，在平行光管的物镜前放置透明分划板或分辨率板，将光学系 统正对分划板放置，将视度管放置于光学系统前方，出瞳位置附近，并将视度管视度归零， 前后调整光学系统位置，同时看清平行光管分划线的像与视度管的分划线，此时即为光学系 统的视度零位值。将光学系统分别调整到正、负视度极限位置，通过视度管都能清晰看到平 行光管分划线的像与视度管的分划线，即为符合产品标称的视度范

42、围。 本试验方法参考自参见GB/T 17117-2008 5.1 以及 GB/T 18312-2001 3.2.3 。 10.13 双目光轴平行差的试验方法 10.13.1试验设备 a）光轴仪； b）光学平台； c）平行光管。 10.13.2试验程序 用光轴仪检验。检验前， 将头戴式显示设备的左、右目镜视度归零，置于平行光管和双 筒前置镜之间。 调整头戴式显示设备支座，使平行光管十字分划线交点经头戴式显示设备左 路光学系统所成的像，与前置镜左路光学系统十字分划线交点重合。然后测量通过产品右路 光学系统的平行光管十字分线交点的像，与前置镜右路光学系统十字分划交点的偏差，此测 量值即为头戴式显示设

43、备的光轴平行度。 本试验方法参考自参见GB/T 18312-2001 3.2.6 。 10.14 显示分辨率的试验方法 10.14.1试验设备 待测头戴显示设备。 10.14.2试验程序 将复合测试图（图6）提前置入头戴显示设备中，将显示设备调整到规定的标准工作状 态。 试验并记录显示设备物理的水平像素数及垂直像素数。试验结果用水平像素数乘以垂直 像素数的形式表示，此即为设备的显示分辨率。本试验方法参考自SJT11348-2006 4.4.2 与 5.14。 T/IVRA 0001 2017 17 图 6 复合测试图 10.15 显示刷新率的试验方法 10.15.1试验设备 示波器。 10.1

44、5.2试验程序 通过预置程序， 使得头戴显示设备的显示部分按照要求进行显示：将显示屏显示亮度置 最高级，灰度级置为变换的1 级，显示白色。然后用示波器观察任一象素一种颜色的LED 驱动电流波形，并测出一组驱动电流波形的周期T，则显示刷新率为 FC?= ?1/T?（5） 式中： FC显示刷新率； T?周期。 本试验方法参考自SJ/T 11281-2007 4.3.2。 10.16 亮度对比度的试验方法 10.16.1试验设备 亮度计。 10.16.2试验程序 用于试验头戴式显示设备显示元件中心位置在白画面（最高灰阶） 和黑画面（最低灰阶） 下的亮度的比值。 将头戴式显示设备与亮度计置于暗室中，将

45、亮度计放置在显示设备的出瞳位置，通过在 显示设备或亮度计下方垫物的方法，将亮度计放置在显示设备成像系统的光学中心。 启动显示设备，显示纯白画面，将亮度调节到最低，记录此时的亮度值? ? 1 ；将亮度 调节到最大，记录此事的亮度值? ? 1 。重复三次，取平均值： ? ? ? ? ? ? ?= ? ? 1 +? 2+?3 3 （6） 式中： T/IVRA 0001 2017 18 ?Lmin ? ? ? ?最小亮度的平均值； ? ? 1第一次测量的最小亮度； ? ? 2第二次测量的最小亮度； ? 3第三次测量的最小亮度。 ? ? ? ? ? ? ? ?= ? ? 1+?2+?3 3 （7） 式中

46、： ? ? ? ? ? ? ?最大亮度的平均值； ? ? 1第一次测量的最大亮度； ? 2第二次测量的最大亮度； ? 3第三次测量的最大亮度。 则可计算出白画面下亮度对比度 C白= ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （8） 式中： C白白画面下的亮度对比度； ? ? ? ? ? ? ?最小亮度的平均值； ? ? ? ? ? ? ? ?最大亮度的平均值。 将显示画面该换为纯黑，同理白画面， 重复进行亮度试验，即可得到黑画面下亮度对比 度C黑 。 10.17 虚像距离的试验方法 10.17.1试验设备 专用设备，由物镜、图像传感器、直线运动机构、位置传感器、计算机和软件计算程序

47、构成。 10.17.2试验程序 虚像透过物镜成像，用图像传感器接收图像，采用自动定焦算法结合位置传感器找到最 佳像面位置，此位置对应一个唯一的虚像距离，计算可得。 测试设备与被测产品正确连接，保证二者光轴重合，被测产品的出瞳与测试设备的入瞳 重合。 用测试设备的探测器接收被测虚像，通过自动定焦算法确定最佳成像位置，计算得到 ? ，代入下面公式即可得到虚像距离。 虚像距离为： ? = ? 2 ? + ? （9） 式中： ?虚像距离； ? 测试设备焦距； ? 测试设备探测器到像方焦平面距离。 测试设备的焦距? 事先指定。 试验时头戴式显示设备的视度为0。 T/IVRA 0001 2017 19 图

48、 7 虚像距离示意图 10.18 角分辨率试验方法 10.18.1试验设备 a）摄像机（视场角大于显示原件在使用时对人眼的张角，分辨率大于显示原件即可）； b）计算机主机。 10.18.2试验程序 用于试验用户通过头戴式显示设备观察时，每单位角所能看到的像素的数量。 已知显示元件的分辨率。 首先在显示元件上运行试验程序，程序内容为： 对其像素位置坐标编号（按照笛卡尔直角坐标系），并逐行进行扫描。首先自上而下扫 描 y 坐标，每次只有一行像素为白色，其余为黑色，每次点亮0.5s，直至扫描完整个屏幕； 全部屏幕点亮为白色，持续 1s；再自左向右扫描x 坐标， 每次只有一列像素为白色，其余为 黑色，每次点亮0.5s，直至扫描完整个屏幕，一个周期结束后，整个屏幕全部点亮为白色， 持续 2s，用作同步信号。至此，显示元件的试验程序完成。 图8 自上而下 y坐标扫描（左）；自左到右x坐标扫描（右） 将摄像机与头戴式显示设备、显示元件放置在暗室， 将显示元件放入头戴式显示设备内， 把摄像机放置在显示设备的出瞳位置。连接摄像机