项目编号 | I06-2019-F001 |
项目名称 | 虚拟现实与增强现实头戴显示关键技术及应用 |
候选单位 | 北京理工大学 歌尔股份有限公司 北京联想软件有限公司 北京小鸟看看科技有限公司 北京耐德佳显示技术有限公司 |
候选人 | 王涌天 程德文 刘 娟 姜 滨 毛世杰 周宏伟 翁冬冬 刘 越 陈 靖 苏立军 迟小羽 赵东峰 王 聪 郝 群 段家喜 钟将为 刘云辉 侯伟洪 王小林 徐浩煜 张 敏 宋维涛 李 勤 于 洋 杨 通 |
项目简介 | 虚拟现实(VR)和增强现实(AR)是下一代计算平台的主要人机界面形式,将给人们的生产和生活方式带来革命性变化,沉浸式和透视式头戴显示是其最重要的信息呈现方式。目前,头戴显示技术正在向着穿戴无扰化、输出高清化、呈现舒适化的方向发展,是本领域的国际研究热点和难点。本项目团队历经近30年深入探索,取得了系列重要技术创新和发明:
1、在超轻薄头戴显示方面,解决了复杂自由曲面光学设计优化和高精度注塑加工工艺难题,研制的超轻型头戴显示系统在视场角、分辨率等关键指标上处于国际领先地位;提出了平面波导和自由曲面相结合的AR系统,实现了2.4mm超轻薄透视显示;发明了结合视力校正功能的曲面波导AR显示方法,首次消除了用户佩戴双重眼镜的困扰。
2、在大视场头戴显示方面,最早提出在目镜中有意引入大量桶形畸变结合电子畸变校正的设计方案,实现了低成本大视场VR沉浸式显示;发明了自由曲面光学无缝拼接及其光学透视补偿方法,突破了视场角/分辨率光学不变量的限制,实现了无视点畸变的130度大视场高分辨AR头戴显示。
3、在真三维头戴显示方面,创造性地提出了基于自由曲面光学的双焦面显示方法、基于微结构阵列的近眼三维光场渲染方法、基于复振幅调制计算全息的近眼显示方法,实现了符合人眼观察习惯的动态连续深度的真三维头戴显示。
本项目获得授权发明专利75项,其中美国、欧洲专利8项;发表论文107篇,其中SCI论文64篇,出版专著3部;制定国内首个虚拟现实行业标准。成功研制出多种VR和AR头戴显示设备,主要性能指标超过国外同类产品,被包括信息领域5位院士的鉴定专家组鉴定为“取得了突出的创新,成果达到了国际领先水平”,获得2017年中国光学工程学会创新技术一等奖。
本项目的研究成果得到了极其广泛的应用。在行业应用方面,在航天、航空、军事、工业、医疗、文体等领域的100余家单位实现推广,项目组研制的基于头戴显示的航天员在轨心理舒缓、C919大飞机装配辅助、圆明园现场数字再现等应用系统在国内外影响广泛,满足了国家重大需求,产生了重大的社会效益。在消费应用方面,项目组企业成为三星、索尼、脸书等国际巨头的VR头戴显示产品的独家原始设计制造商,在国际中高端市场占有率约为70%,此外还推出了出货量排行全球第一的AR头戴显示消费产品Mirage AR。共产生98亿余元经济效益,创汇4.2亿美元。同时为北京市培育和支持了小鸟看看、耐德佳等一批高新技术企业,有力地推动了本市虚拟现实和增强现实产业的发展。 |
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