VR、AR或相关目镜系统在设计的时候，MTF的标准该如何定义？根据经验，MTF在截止频率处大于0.1即可，那么截止频率该怎么选择，我整理了一些个人的分析和思考。
1、按显示屏的分辨率计算 目镜系统一般都是按逆向光路设计，显示屏作像面，虚像为物面，人眼瞳孔为光阑。如果按照相机镜头的设计方法，那就把显示屏当做sensor，MTF的截止频率就按显示屏的像素大小来算，举几个例子，不同屏的MTF截止频率： 2.1寸，1600*1600的屏：21lp/mm 1.03寸，2560*2560的屏：69lp/mm 0.39寸，1920*1080的屏：111lp/mm 可以看到不同屏之间的MTF截止频率差距很大，未来显示屏的PPI会越来越大，截止频率也越高，先不提设计难度有多大，对于人眼来说，这么高的频率是否已经超出接受能力了？就是说对人眼来说是不是已经太富裕了，根本用不到这么高的频率呢？ 2、按人眼视锥细胞的直径计算 毕竟目镜的接收器是人眼，如果把人眼当做相机，把视锥细胞当做像素，按它的直径来算MTF的截止频率。以前常见的直径是6μm，论坛里得到的答案也是6，后来我在网上搜到的是4~5，但最近听同事说应该按3算，不过他还没给出依据，我按两个极端算一下截止频率： 直径6μm：83lp/mm 直径3μm：167lp/mm 无论用哪个值，这样就跟显示屏没有任何关系了。如果用PPI特别低的屏，也要按这么高的频率来设计吗？ 3、人眼的实际MTF 这是我一直以来在找的东西。看了几篇文章，有对人眼MTF进行实际测量的，基本方法是这样：被测者观看某一空间频率的图案，调整该图案的对比度（MTF），当图案的MTF为M0时，被测者刚好能看清，则在视网膜上的MTF为1，那么人眼的MTF为1/M0。多测几组数，再归一化，就画出MTF曲线了。不过这些研究用的空间频率单位都是cycle/degree，可以看做lp/degree，但是它和lp/mm之间怎么换算呢？（毕竟zemax里没有cycle/degree这个单位）。文献【1】里说按视距250mm换算，它实验实际观察距离是300mm，我按250mm算出来确实跟它的图对上了
文献1里这个图的纵坐标是M0，MTF的倒数。文献【2】里的图的纵坐标都是MTF。
到这里就有好多问题了： ①关于这俩单位换算，我以前也提过问题，没得到答案，不过找到一张计算的图，可以看看这个帖子http://www.optzmx.com/thread-21432-1-1.html 。换算的时候，视距是不是应该按实际距离计算？比如VR 虚像距离1m ，那1lp/deg 就是0.057lp/mm ，像距2m 的话就是0.029lp/mm ，这样截止频率不就跟像距有关了？按文献1 的数据，亮度100nit 时，阈值对比度0.1 对应大概30lp/deg 的频率，按VR 像距1m 换算是1.71lp/mm ，难道截止频率按这么低的标准来设计吗？ ②文献里的数据都是阈值，就是人眼刚好能看清的程度，这个标准能满足目镜的使用要求吗？刚好能看清是不是“流程或标清”的画面？要达到“超清”画质应该怎么取值呢？ 还有一个问题：设计是逆向光路，使用和测试是正向光路，光路是可逆，MTF也可逆吗？在测试的时候能以设计文件的MTF作为参考或要求吗？
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发表于 2022-4-12 15:19
