ICS01

CCSA20/39

CCIASC

中國(guó)計(jì)算機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CCIASC0024—2024

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備評(píng)價(jià)規(guī)范

EvaluationSpecificationforVirtualRealityDevices

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國(guó)計(jì)算機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)??發(fā)布

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虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備評(píng)價(jià)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備評(píng)價(jià)指標(biāo)、檢測(cè)方法和評(píng)價(jià)規(guī)則。

本文件適用于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用和評(píng)價(jià)。本文件主要適用于虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、

混合現(xiàn)實(shí)等設(shè)備的檢測(cè)與評(píng)價(jià)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T38258-2019虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用軟件基本要求和測(cè)試方法

GB/T38259-2019信息技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備通用規(guī)范

T/XRMA0002-2023虛擬現(xiàn)實(shí)與元宇宙產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)

SJ/T11348-2016平板電視顯示性能測(cè)量方法

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T38258-2019、GB/T38247-2019、GB/T38259-2019界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

顯示分辨率displayresolution

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備單個(gè)顯示元件輸出圖像的分辨率。

注:引自GB/T38259-2019,3.14

亮度對(duì)比度luminancecontrast

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備顯示元件中心位置在純白圖像(大亮度)和純黑圖像(小亮度)下的亮度的比值。

注：引自GB/T38259-2019,3.17

瞳距inter-pupilarydistance

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)(分別給雙目使用)的光軸之間距離。

注:引自GB/T38259-2019,3.7

出瞳距離exitpupildistance

出瞳平面與光軸交點(diǎn)到虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的光學(xué)目鏡鏡片外表面(靠近人眼一側(cè))的距離。

注:引自GB/T38259-2019,3.9

虛像距離virtualimagedistance

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備所成虛像平面到出瞳(人眼瞳孔)的距離。

注:引自GB/T38259-2019,3.18

視場(chǎng)角fieldofview

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備所形成的圖像中，人眼可觀察到圖像的邊緣與觀察點(diǎn)(人眼瞳孔中心)連線的夾角。

注:引自GB/T38259-2019,3.5

色散chromaticaberration

通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)觀察圖像像元產(chǎn)生的圖像時(shí)，產(chǎn)生的不同顏色分離及色彩失真的程度。

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注:引自GB/T38259-2019,3.12

跟蹤模式trackingmode

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備能夠被跟蹤的自由度多少，分為無(wú)跟蹤、三自由度跟蹤、六自由度跟蹤三種模式。

注：引自GB/T38259-2019,3.22

角度漂移drift

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備經(jīng)過(guò)隨機(jī)旋轉(zhuǎn)回到原位后，跟蹤系統(tǒng)所測(cè)得的姿態(tài)與初始姿態(tài)之間的差值。

注:引自GB/T38259-2019,3.23

轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤誤差rotationtrackingerror

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備在發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，跟蹤系統(tǒng)所測(cè)得的姿態(tài)與實(shí)際姿態(tài)的平均偏差。

注:GB/T38259-2019,3.24

移動(dòng)跟蹤誤差translationtrackingerror

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備發(fā)生位移時(shí)，跟蹤系統(tǒng)所測(cè)得的位移與實(shí)際位移的平均偏差。

注:引自GB/T38259-2019,3.25

移動(dòng)靈敏度translationresolution

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備在發(fā)生位移時(shí)，跟蹤系統(tǒng)能夠測(cè)得的最小位移。

注:引自GB/T38259-2019,3.27

轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏度rotationresolution

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備在發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，跟蹤系統(tǒng)能夠測(cè)得的最小旋轉(zhuǎn)角度。

注:GB/T38259-2019,3.26

移動(dòng)跟蹤范圍trackingarea

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備在移動(dòng)位置時(shí)，能夠跟蹤的區(qū)域，注:以跟蹤區(qū)域的面積來(lái)描述。

注:GB/T38259-2019,3.28

4指標(biāo)分類

本文從顯示屏幕、光學(xué)方案、交互技術(shù)三個(gè)方面闡述評(píng)價(jià)指標(biāo)。其中，顯示屏幕包括顯示分辨率、

顯示刷新率。光學(xué)方案包括瞳距范圍、出瞳距離和出瞳直徑、虛像距離、雙目合像精度、視場(chǎng)角、畸變、

色散、中心角分辨率、全視場(chǎng)平均角分辨率、亮度對(duì)比度、調(diào)制對(duì)比度。交互技術(shù)包括跟蹤模式、角度

漂移、轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤誤差、移動(dòng)跟蹤誤差、移動(dòng)靈敏度、轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏度、移動(dòng)跟蹤范圍、系統(tǒng)移動(dòng)延遲、系統(tǒng)

轉(zhuǎn)動(dòng)延遲、散熱性。

5評(píng)價(jià)指標(biāo)

顯示屏幕

5.1.1顯示分辨率

顯示分辨率應(yīng)大于等于1200(像素)*1080(像素)。

并應(yīng)由產(chǎn)品說(shuō)明書列明。

5.1.2顯示刷新率

顯示刷新率應(yīng)大于等于60Hz。

并應(yīng)由產(chǎn)品說(shuō)明書列明。

光學(xué)方案

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5.2.1瞳距范圍

如果設(shè)備瞳距可調(diào)，最大瞳距應(yīng)小于等于75mm，并且最小瞳距大于等于50mm；如果設(shè)備距不可調(diào)，

瞳距值應(yīng)在50mm至75mm之間。

5.2.2出瞳距離和出瞳直徑

出瞳距離應(yīng)大于10mm。

如果產(chǎn)品說(shuō)明書沒有標(biāo)示出瞳距離，在出瞳距離為10mm的位置上出瞳直徑應(yīng)大于4mm；如果標(biāo)示出

瞳距離，在標(biāo)示出瞳距離的位置上出瞳直徑應(yīng)大于4mm。

5.2.3虛像距離

虛像距離應(yīng)大于等于0.3m。

5.2.4雙目合像精度

水平匯聚角:水平方向不應(yīng)存在發(fā)散角，水平匯聚角與標(biāo)稱偏差不應(yīng)超過(guò)5%（合像距離在0.5-5m

區(qū)間內(nèi)）；

垂直發(fā)散角:垂直發(fā)散角絕對(duì)值小于0.5°；

相對(duì)像旋轉(zhuǎn)角:相對(duì)像旋轉(zhuǎn)角度絕對(duì)值小于0.5°。

注：雙目合像精度僅適用于雙目視覺近眼顯示設(shè)備。

5.2.5視場(chǎng)角

視場(chǎng)角應(yīng)大于等于90°。

并應(yīng)由產(chǎn)品說(shuō)明書列明。

5.2.6畸變

在軟件算法校正畸變之后，在0.3倍全視場(chǎng)角下，畸變應(yīng)小于等于5%。其中百分比定義為：偏離的

像素?cái)?shù)除以同方向上的總像素?cái)?shù)。

5.2.7色散

在0.3倍全視場(chǎng)角下，色散應(yīng)小于等于3%。其中百分比定義為：偏離的像素?cái)?shù)除以同方向上的總像

素?cái)?shù)。

5.2.8中心角分辨率

水平與垂直方向中心視場(chǎng)范圍內(nèi)應(yīng)大于等于9PPD。

5.2.9全視場(chǎng)平均角分辨率

水平與垂直方向均應(yīng)大于等于8PPD。

5.2.10亮度對(duì)比度

采用LCD的設(shè)備亮度對(duì)比度應(yīng)大于300:1，采用OLED的設(shè)備亮度對(duì)比度應(yīng)大于1000:1。

5.2.11調(diào)制對(duì)比度

在二分之一奈奎斯特頻率處的調(diào)制對(duì)比度應(yīng)大于0.3。

交互技術(shù)

5.3.1跟蹤模式

對(duì)于支持跟蹤的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，至少支持3DOF，推薦支持6DOF。

并應(yīng)由產(chǎn)品說(shuō)明書列明。

5.3.2角度漂移

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)回到原位，角度漂移應(yīng)小于等于18°。

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5.3.3轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤誤差

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備角度跟蹤誤差應(yīng)保證每轉(zhuǎn)動(dòng)10°，誤差小于等于2°。

5.3.4移動(dòng)跟蹤誤差

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備移動(dòng)跟蹤誤差每移動(dòng)100mm誤差應(yīng)小于5mm。

5.3.5移動(dòng)靈敏度

移動(dòng)靈敏度應(yīng)小于等于10mm。

5.3.6轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏度

轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏度應(yīng)小于等于5°。

5.3.7移動(dòng)跟蹤范圍

跟蹤范圍小于3m*3m為桌面尺度跟蹤，跟蹤范圍不小于3mx3m為房間尺度跟蹤(或稱為大范圍尺度跟

蹤)。并應(yīng)由產(chǎn)品說(shuō)明書列明。

對(duì)于跟蹤范圍無(wú)限大的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，應(yīng)由產(chǎn)品說(shuō)明書規(guī)定推薦使用范圍來(lái)供用戶參考。

5.3.8系統(tǒng)移動(dòng)延遲

系統(tǒng)移動(dòng)延遲應(yīng)小于等于20ms，并應(yīng)由產(chǎn)品說(shuō)明書列明。

5.3.9系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)延遲

系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)延遲應(yīng)小于等于20ms，并應(yīng)由產(chǎn)品說(shuō)明書列明。

5.3.10散熱性

運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)場(chǎng)景狀態(tài)下，使用15分鐘后，設(shè)備表面溫度應(yīng)小于等于60℃。

6檢測(cè)方法

顯示屏幕

6.1.1顯示分辨率

將待測(cè)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)拆下，將復(fù)合測(cè)試圖加到顯示器，將顯示器調(diào)整到SJ/T11348-2006

的4.4.2規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)，測(cè)試并記錄顯示器物理的水平像素?cái)?shù)及垂直像素?cái)?shù)，測(cè)量結(jié)果表述成水

平像素?cái)?shù)乘以垂直像素?cái)?shù)的形式。

6.1.2顯示刷新率

a)通過(guò)預(yù)置程序，使得虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的顯示部分以最快頻率刷新畫面，交替顯示白畫面與黑畫面；

b)用示波器連接光敏探測(cè)器，將探測(cè)器固定在顯示屏幕的中心位置；

c)調(diào)整示波器顯示光敏探測(cè)器電流變化周期T。

則顯示刷新率見式（1）:

……（1）

式中:2

FC=T

FC——顯示刷新率；

T——周期。

光學(xué)方案

6.2.1瞳距范圍

a)確定兩個(gè)目鏡的光學(xué)中心，用瞳距尺測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的距離，該距離為虛擬現(xiàn)實(shí)備光學(xué)系統(tǒng)的雙

目入射光瞳中心距離PD，見圖1。

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PD

圖1瞳距試驗(yàn)示意圖

b)將設(shè)備的PD調(diào)寬，按照上述雙目入射光瞳中心距離定義測(cè)量出設(shè)備的最寬瞳距。同理將設(shè)備的

PD調(diào)窄，測(cè)出設(shè)備的最窄瞳距。則設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)的雙目入射光瞳中心距離的物理調(diào)節(jié)范圍見式（2）:

……（2）

式中:

max???

PD——雙目入射光瞳中心距離的可調(diào)節(jié)?P范D圍=,P單D位為?毫P米D(mm)；

PDmax——設(shè)備寬瞳距,單位為毫米(mm)；

?

PDmin——設(shè)備窄瞳距,單位為毫米(mm)。

6.2.2出瞳距離和出瞳直徑

a)出瞳直徑和出瞳距離為相關(guān)測(cè)量，表示為出瞳距離為L(zhǎng)條件下，出瞳直徑為D。

b)搭建針孔相機(jī)(孔徑小于或等于1mm)和以針孔相機(jī)入瞳中心為原點(diǎn)的六軸調(diào)整機(jī)構(gòu)組成的專用

設(shè)備，專用設(shè)備連接圖像顯示設(shè)備將針孔相機(jī)的圖像顯示在圖像顯示設(shè)備上以便觀看。專用設(shè)備可以用

于調(diào)整針孔相機(jī)的位移，并且可以繞針孔相機(jī)的入瞳中心進(jìn)行三維方向旋轉(zhuǎn)。試驗(yàn)裝置示意圖見圖2。

待測(cè)設(shè)備顯示裝置

待顯示圖像

L針孔相機(jī)

D

a)全視場(chǎng)標(biāo)識(shí)用圖像b）出瞳直徑和出瞳距離試驗(yàn)示意圖

圖2出瞳直徑和出瞳距離實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

具體試驗(yàn)過(guò)程如下：

a)初始化：

1)按照設(shè)備自身的視場(chǎng)，顯示全視場(chǎng)邊框圖像[如圖2a)所示]；

2)放置針孔相機(jī)于距離鏡片表面L處。

b)測(cè)量出瞳直徑：

1)人眼可以觀察到全部視場(chǎng)的三維區(qū)域?yàn)檠弁?，調(diào)整針孔相機(jī)使其沿雙眼連線平行方向移動(dòng)，

通過(guò)專用設(shè)備三維方向的旋轉(zhuǎn)可以通過(guò)圖像顯示設(shè)備看到全視場(chǎng)圖像，在該方向上兩點(diǎn)AB形成的

線段上的點(diǎn)都可以看到全視場(chǎng)，線段AB外的點(diǎn)都看不全整個(gè)視場(chǎng)，則線段AB的長(zhǎng)度為待測(cè)設(shè)備顯

示器在該方向上的眼瞳箱長(zhǎng)度Dx；

2)調(diào)整針孔相機(jī)使其沿雙眼連線垂直方向移動(dòng)，重復(fù)上述步驟，得到待測(cè)設(shè)備顯示器在該方向

的眼瞳箱長(zhǎng)度Dy。

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則待測(cè)設(shè)備顯示器在出瞳距離L處的出瞳直徑D見式(3):

……（3）

式中：

D=min?(Dx?Dy)

D——在出瞳距離L處的出瞳直徑，單位為毫米(mm)；

Dx——待測(cè)設(shè)備顯示器在水平方向上的眼瞳箱長(zhǎng)度，單位為毫米(mm)；

Dy——待測(cè)設(shè)備顯示器在垂直方向上的眼瞳箱長(zhǎng)度，單位為毫米(mm)。

6.2.3虛像距離

虛像透過(guò)物鏡成像，用圖像傳感器接收?qǐng)D像，采用自動(dòng)定焦算法結(jié)合位置傳感器找到最佳像面位置，

此位置對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的虛像距離，計(jì)算可得。

測(cè)試設(shè)備與被測(cè)產(chǎn)品正確連接，保證二者光軸重合，被測(cè)產(chǎn)品的出瞳與測(cè)試設(shè)備的入瞳重合。用測(cè)

試設(shè)備的探測(cè)器接收被測(cè)虛像，通過(guò)自動(dòng)定焦算法確定最佳成像位置，通過(guò)記錄移動(dòng)的距離或者計(jì)算方

法得到測(cè)試設(shè)備探測(cè)器到像方焦平面距離，代入式(4)可得到虛像距離。試驗(yàn)見圖3。

y

y

?

lfl?

?

圖3虛像距離試驗(yàn)示意圖

則虛像距離見式(4):

……（）

'24

式中：?'

?=?'+?

l——虛像距離,單位為毫米(mm);

——測(cè)試設(shè)備焦距,單位為毫米(mm);

——測(cè)試設(shè)備探測(cè)器到像方焦平面距離,單位為毫米(mm)。

測(cè)試設(shè)備的焦距事先指定。

6.2.4雙目合像精度

雙目合像的測(cè)量前提是DUT的瞳距已知。雙目合像測(cè)量中采用圖像測(cè)量設(shè)備作為光學(xué)測(cè)量裝置,可

以采用十字光標(biāo)測(cè)試圖像作為測(cè)試圖像。

測(cè)試步驟如下：

a)DUT顯示十字光標(biāo)測(cè)試圖像；

b)調(diào)節(jié)光學(xué)測(cè)量裝置的入瞳中心位置位于DUT的左眼虛像光學(xué)系統(tǒng)眼點(diǎn)位置；

c)光學(xué)測(cè)量裝置的光軸平行于DUT的光并；

d)根據(jù)已知的瞳距，沿著左眼虛像光學(xué)系統(tǒng)眼點(diǎn)位置的坐標(biāo)系沿X軸平移光學(xué)測(cè)量裝置,直至光

學(xué)測(cè)量裝置位于右眼虛像光學(xué)系統(tǒng)的眼點(diǎn)位置；

e)以光學(xué)測(cè)量裝置當(dāng)前位置為基準(zhǔn)，采用六軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)依次調(diào)節(jié)光學(xué)測(cè)量裝置水平方向角度使得

虛像十字中心與光學(xué)測(cè)量裝置圖像中心在水平方向上重合，記錄調(diào)整角度；當(dāng)光軸角度調(diào)整

x

方向?yàn)橹赶蜃笱鄯较驎r(shí)，為水平匯聚，反之為發(fā)散；

f)調(diào)整光學(xué)測(cè)量裝置垂直方向角度，使得虛像十字中心與光學(xué)測(cè)量裝置圖像中心在垂直方向上重

合，記錄調(diào)整角度為垂直發(fā)散角y；

g)調(diào)整光學(xué)測(cè)量裝置光軸旋轉(zhuǎn)角度，使得虛像十字水平線與光學(xué)測(cè)量裝置圖像水平線對(duì)齊，記錄

調(diào)整角度為相對(duì)像旋轉(zhuǎn)角；

z

h)根據(jù)以上步驟輸出最終的垂直發(fā)散角、水平匯聚角、相對(duì)像旋轉(zhuǎn)角。

6

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6.2.5視場(chǎng)角

a)將虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備置于分光計(jì)載物臺(tái)上，調(diào)整虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備以保證一個(gè)目鏡的出瞳中心置于分光

計(jì)轉(zhuǎn)臺(tái)中心為準(zhǔn)，保證與雙眼連線平行方向和分光計(jì)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)平面平行，試驗(yàn)軟件控制虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備中

全視場(chǎng)標(biāo)識(shí)顯示。

b)通過(guò)安裝在分光計(jì)的前置鏡對(duì)準(zhǔn)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備中的可觀察到的兩側(cè)最大的顯示區(qū)域邊緣(通過(guò)

圖像檢測(cè)裝置捕獲下降到中心亮度的10%位置)，同時(shí)記錄下分光計(jì)度盤刻度左右兩側(cè)的度盤刻度差為

水平視場(chǎng)角，即是裝置的視場(chǎng)角，其中照明燈和照明棱鏡目的是為分劃板提供照明，可以由其他照明

方式替代，目鏡可以由圖像檢測(cè)裝置替代。試驗(yàn)裝置見圖4。

θ

前置鏡物鏡照明

照明棱鏡

分劃板目鏡

待測(cè)裝置

分光計(jì)

圖4視場(chǎng)角試驗(yàn)示意圖

分光計(jì)前置鏡前需安裝狹縫保證細(xì)光線成像條件，所使用的前置鏡的物鏡焦距宜不小于200mm，目

鏡放大倍數(shù)不小于5倍。

6.2.6畸變

a)將虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備置于分光計(jì)載物臺(tái)上；

b）調(diào)整虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備以保證一個(gè)目鏡設(shè)計(jì)出瞳中心置于分光計(jì)轉(zhuǎn)臺(tái)中心為準(zhǔn)，另外，保證待測(cè)的

視場(chǎng)方向(例如測(cè)水平方向畸變，視場(chǎng)方向?yàn)榕c雙眼連線平行方向)和分光計(jì)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)平面平行；

c)在虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的屏幕上顯示0.1倍全視場(chǎng)圓環(huán)圖像,以及待測(cè)視場(chǎng)角(如0.9倍全視場(chǎng)角、0.7

倍全視場(chǎng)角或者0.3倍全視場(chǎng))下的圓環(huán)圖像(見圖5),所述不同視場(chǎng)角下的圓環(huán)圖像均為整機(jī)畸變矯正

后的圖像，如虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備視場(chǎng)角為100°，0.1倍、0.3倍、0.7倍以及0.9倍全視場(chǎng)分別對(duì)應(yīng)整機(jī)畸變

矯正后10°、30°、70°以及90°視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的圖像位置，對(duì)于沒有軟件矯正的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，0.1倍、

0.3倍、0.7倍以及0.9倍全視場(chǎng)分別對(duì)應(yīng)0.1倍、0.3倍、0.7倍以及0.9倍全像高的位置；

d)通過(guò)安裝在分光計(jì)的前置鏡對(duì)準(zhǔn)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備中的可觀察到的兩側(cè)最大的顯示區(qū)域邊緣(目視

或通過(guò)圖像檢測(cè)裝置捕獲)，同時(shí)記錄下分光計(jì)度盤刻度；

e)0.1倍全視場(chǎng)圓環(huán)圖像的兩側(cè)邊緣左右兩側(cè)的度盤刻度差為。待測(cè)視場(chǎng)角白色圓環(huán)圖像的兩

側(cè)邊緣左右兩側(cè)的度盤刻度差為實(shí)際顯示視場(chǎng)角，測(cè)量過(guò)程中，待前置鏡對(duì)準(zhǔn)圓環(huán)亮線的中心，進(jìn)

0

行度盤刻度的讀取。?

?

?7

T/CCIASC0024—2024

則系統(tǒng)在倍全視場(chǎng)角下的畸變，見式(5):

?……（5）

???0

式中:??

???=1?0.1×??

——系統(tǒng)在倍全視場(chǎng)角下的畸變；

?—??—待測(cè)視場(chǎng)角相對(duì)于全視場(chǎng)角的比例；

——待測(cè)設(shè)備實(shí)際顯示的0.1倍全視場(chǎng)角下的顯示視場(chǎng)角；

β——待測(cè)設(shè)備實(shí)際顯示的待測(cè)視場(chǎng)角。

?0

?

?全視場(chǎng)

待測(cè)視場(chǎng)

0.1倍全視場(chǎng)

圖5畸變?cè)囼?yàn)示意圖

6.2.7色散

a)將虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備置于分光計(jì)載物臺(tái)上；

b)調(diào)整虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備以保證一個(gè)目鏡設(shè)計(jì)出瞳中心置于分光計(jì)轉(zhuǎn)臺(tái)中心為準(zhǔn)，另外，保證待測(cè)的

視場(chǎng)方向(例如測(cè)水平方向畸變，視場(chǎng)方向?yàn)榕c雙眼連線平行方向)和分光計(jì)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)平面平行；

c)在虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的屏幕上顯示指定的方框圖像，方框圖像為整機(jī)畸變矯正后的圖像(見圖6)，

圓環(huán)圖像的兩側(cè)邊緣分別對(duì)應(yīng)視場(chǎng)角為和；

d)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備分別顯示藍(lán)色、綠色、紅色三種顏色的圖像；

??

e)通過(guò)安裝在分光計(jì)的前置鏡對(duì)準(zhǔn)+虛?擬現(xiàn)?實(shí)?設(shè)備中的可觀察到的兩側(cè)最大的顯示區(qū)域邊緣(目視

或通過(guò)圖像檢測(cè)裝置捕獲)，同時(shí)記錄下分光計(jì)度盤刻度；

f)左右兩側(cè)的度盤刻度差為實(shí)際顯示視場(chǎng)角，對(duì)應(yīng)藍(lán)色、綠色、紅色三種顏色圖像，其顯示視場(chǎng)

角分別為、、。

系統(tǒng)色散見式(6):

ωblueωgreenωred

……（6）

?????????????????????????????????

式中：

???,?????=?????,??,??×100%

——系統(tǒng)在半視場(chǎng)角下的色散；

??—?,?—???待?測(cè)半視場(chǎng)角；

——待測(cè)設(shè)備藍(lán)色圖像實(shí)際顯示視場(chǎng)角；

?

?——待測(cè)設(shè)備紅色圖像實(shí)際顯示視場(chǎng)角；

????

?——待測(cè)設(shè)備綠色圖像實(shí)際顯示視場(chǎng)角。

????

??????

8

T/CCIASC0024—2024

中心視場(chǎng)

待顯示圖像

ωjωi

圖6色散試驗(yàn)示意圖

6.2.8中心角分辨率

a)利用6.2.5測(cè)定待測(cè)設(shè)備的視場(chǎng)角，通過(guò)假設(shè)的系統(tǒng)平臺(tái)獲得中心視場(chǎng)的位置；

b)調(diào)整分光計(jì)上前置鏡的位置，使其所在的角度為距離中心視場(chǎng)位置處；

c)在顯示元件上運(yùn)行試驗(yàn)程序，掃描圖像見圖7，對(duì)其像素位置坐標(biāo)編號(hào)°(按照笛卡爾直角坐標(biāo)系)，

并逐行進(jìn)行掃描自左向右掃描坐標(biāo)，每次只有一列像素為白色，其余為?黑2.色5，每次點(diǎn)亮0.5s，直至掃

描完整個(gè)屏幕，找到和前置鏡分劃板叉絲重合的像素坐標(biāo)編號(hào)為P1；

d）將分光計(jì)上前置鏡的位置調(diào)整到距離中心視場(chǎng)位置處，重復(fù)上述顯示試驗(yàn)程序內(nèi)容，找到

和前置鏡分劃板叉絲重合的像素坐標(biāo)編號(hào)為P2?！?/p>

則中心角分辨率見式(7)：2.5

……（7）

?

式中:?2??1

?=5

——中心角分辨率；

P1——虛像距離,單位為毫米(mm)；

?

P2——測(cè)試設(shè)備焦距,單位為毫米(mm)。

掃描圖像

圖7中心角分辨率試驗(yàn)示意圖

6.2.9全視場(chǎng)平均角分辨率

9

T/CCIASC0024—2024

根據(jù)6.2.5和6.1.1測(cè)定的視場(chǎng)角和顯示分辨率的試驗(yàn)方法測(cè)定待測(cè)虛擬現(xiàn)實(shí)顯示裝置的水平或垂

直視場(chǎng)角和單目可看到水平或者垂直有效像素?cái)?shù)分別為和。

則全視場(chǎng)水平或者垂直平均角分辨率見式(8)：

……（）

'8

式中:?

????=?

——全視場(chǎng)水平或者重直平均角分辨率；

——有效像素?cái)?shù)；

???

?—'—視場(chǎng)角。

?

6.2.1?0亮度對(duì)比度

a)將虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備與亮度計(jì)置于暗室中，將亮度計(jì)放置在虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的出瞳位置；

b)啟動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，顯示純黑圖像，記錄此時(shí)的亮度值，10min內(nèi)重復(fù)記錄3次，取亮度平均

值；

c)顯示純白圖像，記錄此時(shí)的亮度值，10min內(nèi)重復(fù)記錄3次，取亮度平均值。

???

?則亮度對(duì)比度見式(9):

????

……（9）

????

式中：

?=????

C——亮度對(duì)比度；

純白圖像亮度的平均值，單位為坎德拉每平方米()；

????純黑圖像亮度的平均值，單位為坎德拉每平方米()。

6.2.1?1???調(diào)制對(duì)比度

調(diào)制對(duì)比度的測(cè)量中應(yīng)采用圖像測(cè)量設(shè)備作為光學(xué)測(cè)量裝置，且圖像測(cè)量設(shè)備的測(cè)量場(chǎng)應(yīng)不低于

5°。

DUT應(yīng)當(dāng)安裝在穩(wěn)定的平臺(tái)上以確保顯示圖像穩(wěn)定性。光學(xué)測(cè)量裝置與DUT之間的相對(duì)位置通過(guò)六軸

運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。測(cè)試前，應(yīng)調(diào)節(jié)光學(xué)測(cè)量裝置的位置，確保光學(xué)測(cè)量裝置的入瞳中心位于DUT的眼

點(diǎn)位置，光學(xué)測(cè)量裝置的光軸平行于DUT的光軸。

采用九點(diǎn)法對(duì)DUT的虛像進(jìn)行調(diào)制對(duì)比度測(cè)試。

圖8九點(diǎn)法位置示意圖

測(cè)試步驟如下：

10

T/CCIASC0024—2024

a)根據(jù)俯仰角，方位角φ，調(diào)節(jié)光學(xué)測(cè)量裝置至特定的距離和觀察方向；

b)DUT顯示垂直線對(duì)調(diào)制對(duì)比度測(cè)試圖像；

圖9調(diào)制對(duì)比度測(cè)試圖像

c)調(diào)節(jié)光學(xué)測(cè)量裝置的焦距使得暗條紋和亮條紋亮度差最大；

d)在點(diǎn)測(cè)試DUT的圖像，獲得最大的相對(duì)亮度值和最小的相對(duì)亮度值；

P0

e)重復(fù)步驟4對(duì)其他測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試；

???,0?vm,0

f)更換水平像素線對(duì)調(diào)制對(duì)比度測(cè)試圖，重復(fù)a)到e)的操作，并根據(jù)公式計(jì)算在像素線對(duì)調(diào)制

對(duì)比度測(cè)試圖下的調(diào)制對(duì)比度；

g)根據(jù)需要，更換其它像素寬度線對(duì)調(diào)制對(duì)比度測(cè)試圖，并重復(fù)a)～f)的步驟。

調(diào)制對(duì)比度見式（10）：

……（10）

?vM,i??vm,i

式中：

?m,j=?vM,i+?vm,i

點(diǎn)的調(diào)制對(duì)比度；

Cm,j——Pi

測(cè)試點(diǎn)點(diǎn)處測(cè)量場(chǎng)的最大亮度；

LvM,i——Pi

測(cè)試點(diǎn)點(diǎn)處測(cè)量場(chǎng)的最小亮度。

Lvm,i——Pi

交互技術(shù)

6.3.1跟蹤模式

a)測(cè)試方法：

1)在虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備上運(yùn)行虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用軟件；

2)檢查虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用軟件能否讀取虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備自身的位置姿態(tài)數(shù)據(jù)。

b)預(yù)期結(jié)果：

1)虛擬現(xiàn)實(shí)專用軟件在頭盔中正常運(yùn)行;

2）位置姿態(tài)數(shù)據(jù)的讀取有以下4種情況:

i)能夠讀取數(shù)據(jù),返回位置數(shù)據(jù)與姿態(tài)數(shù)據(jù);

ii)能夠讀取數(shù)據(jù),返回姿態(tài)數(shù)據(jù);

iii)能夠讀取數(shù)據(jù),返回?cái)?shù)據(jù)為空;

iv)不能夠讀取數(shù)據(jù)。

c)結(jié)果判定:

1)若為預(yù)期結(jié)果b)2)i)，則該設(shè)備的跟蹤模式判定為6DOF；

2)若為預(yù)期結(jié)果b)2)ii)，則該設(shè)備的跟蹤模式判定為3DOF；

3)若為預(yù)期結(jié)果b)2)iii)，則該設(shè)備的跟蹤模式判定為0DOF或不具有跟蹤功能；

4)若為預(yù)期結(jié)果b)2)iv)，則該設(shè)備的跟蹤模式判定為0DOF或不具有跟蹤功能。

6.3.2角度漂移

11

T/CCIASC0024—2024

用于試驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備放置在轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，見圖10，從上向下看，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正方向，進(jìn)行如下

操作:

a）將頭盔固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上,運(yùn)行程序記錄此時(shí)的姿態(tài)。

b）令轉(zhuǎn)臺(tái)隨機(jī)以士10°、士20°、士30°轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速以5°/s、10°/s、20°/s隨機(jī)分配到每次轉(zhuǎn)

動(dòng)中。保證經(jīng)過(guò)10次轉(zhuǎn)動(dòng)后頭盔回到最初位置,再次記錄此時(shí)的姿態(tài)。

c）計(jì)算設(shè)備在初始位置和停止位置之間的姿態(tài)差值,為單次實(shí)驗(yàn)的角度漂移。

d）重復(fù)進(jìn)行10次實(shí)驗(yàn),取最大值為該設(shè)備的角度漂移值。

圖10角度漂移測(cè)試設(shè)備

6.3.3轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤誤差

虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備按照逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方式,測(cè)其繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度跟蹤誤差(對(duì)于部分依靠頭盔自身

傳感器定位跟蹤方案的設(shè)備，測(cè)量x軸旋轉(zhuǎn)時(shí)可以將設(shè)備翻轉(zhuǎn)向上，保證跟蹤不因?yàn)閿z像機(jī)的遮擋而被

干擾)，見圖11。

a)繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)b)繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)c)繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)

圖11設(shè)備顯示器轉(zhuǎn)動(dòng)方向規(guī)定

在進(jìn)行該測(cè)量時(shí)，規(guī)定設(shè)備顯示器的“姿態(tài)數(shù)據(jù)”的計(jì)算方法為：將虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備靜置在待測(cè)量點(diǎn)，

讀取100個(gè)跟蹤系統(tǒng)測(cè)得的跟蹤姿態(tài)，取其均值作為設(shè)備在該測(cè)量點(diǎn)的姿態(tài)數(shù)據(jù)。

具體試驗(yàn)過(guò)程如下：

a）將高精度光學(xué)平臺(tái)放置在由廠家提供的有效測(cè)量區(qū)域中,使設(shè)備顯示器固定在平臺(tái)上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；

b）令設(shè)備以為固定轉(zhuǎn)動(dòng)角進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，10min內(nèi)完成9次轉(zhuǎn)動(dòng)，得到10個(gè)記錄點(diǎn)的姿態(tài)數(shù)據(jù)，要

求每次轉(zhuǎn)動(dòng)間隔不超過(guò)1min，每次轉(zhuǎn)動(dòng)速度不低于10/s；

計(jì)算各個(gè)記錄點(diǎn)與其相鄰記錄點(diǎn)之間的夾角。

則設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤誤差見式(11)：

??(?=1,2,3…,9)

……（11）

式中：1?

???=???????×