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[2018年IEEE虚拟现实与3D用户界面会议（VR）- 德国图宾根/罗伊特林根（2018.3.18-2018.3.22）] 2018年IEEE虚拟现实与3D用户界面会议（VR）- 对准点距离分布对光学透视头戴式显示器SPAAM校准的影响

DOI：10.1109/VR.2018.8446429 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 由于低成本头戴式设备选项日益增多，采用光学透视头戴式显示器（OST-HMD）呈现增强现实体验已更为常见。尽管这一领域持续发展，但市售OST硬件仍缺乏自动校准用户特定视图参数所需的集成眼动追踪摄像头，使得手动校准方法成为跨显示类型中最稳定的可行方案。单点主动对准法（SPAAM）因放宽了校准过程中对用户动作的限制，目前成为被引用最多的手动校准技术。本研究首次通过正式实验直接探究对准点分布对SPAAM校准精度的影响：由单一专家用户执行五组条件下的SPAAM校准实验，其中四组条件交叉对比对准距离（臂长/房间尺度）与用户姿态（坐姿/站姿），第五组为对照条件（使用固定安装相机替代用户）以消除不可控姿势晃动噪声。最终实验结果表明用户姿态（坐/站）对校准无显著影响，且对照条件与用户实测结果无差异，证实姿势晃动并非关键因素。但无论是用户实验还是对照条件，采用臂长对准点均较房间尺度对准产生显著提升——两种条件下眼球位置估算误差存在数量级差异。
作者： Kenneth R. Moser，Mohammed Safayet Arefin，J. Edward Swan II
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究配准点分布对光学透视头戴式显示器SPAAM校准精度和准确度的影响，重点比较以用户为中心（臂长距离）与以环境为中心（房间尺度）的分布方式，并评估用户姿态及姿势晃动的影响。

研究成果

研究发现，校准点分布对SPAAM校准的准确性和精确度有显著影响，以用户为中心（臂长距离）的分布相比以环境为中心（房间尺度）的分布能产生更一致且准确的眼部位置估计。用户姿势（坐姿或站姿）和姿势摇摆无显著影响。这些结果表明，在OST-HMD应用中应优先采用以用户为中心的校准策略以提高可靠性。

研究不足

该研究仅使用了一位专家用户，这可能限制了其对新手用户的普适性。实验在受控环境中进行，其结果可能无法完全反映具有多样化用户和实际条件的现实场景。对照条件假设摄像头能完美模拟用户眼睛，但这可能未涵盖所有人为因素。

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