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（映維網(wǎng)Nweon 2022年05月16日）搭載LCD屏幕的AR/VR頭顯都需要應(yīng)對(duì)一個(gè)潛在挑戰(zhàn)：“漏光”。作為漏光的一個(gè)示例，如果一個(gè)純綠色像素通過濾光片漏出一點(diǎn)點(diǎn)紅光，你永遠(yuǎn)不會(huì)知道有一點(diǎn)點(diǎn)紅光透過綠色像素漏出，如智能手機(jī)或平板電視。但在虛擬現(xiàn)實(shí)中，輕微的紅光會(huì)通過透鏡折射，而由于紅光、綠光和藍(lán)光通過光學(xué)元件的折射不同，所以不同顏色的漏光會(huì)分離，并可能導(dǎo)致渲染圖像中出現(xiàn)微妙的彩色拖影，從而出現(xiàn)顏色條紋。

需要指出的是，漏光偽影與色差偽影不同。色差通常表現(xiàn)為相反的紅色/藍(lán)色條紋，而漏光則可以顯示為紅色/青色、綠色/洋紅或藍(lán)色/黃色條紋（取決于面板設(shè)計(jì)）。這會(huì)影響頭顯的整體色彩，因?yàn)槁┕鈧斡皶?huì)在單一顏色通道中增加光線。

針對(duì)這個(gè)問題，微軟在名為“Light leak correction for mixed reality devices”的專利申請(qǐng)中提出了自己的解決方案。

簡單來說，通過訪問漏光值，系統(tǒng)可以獲得由顯示系統(tǒng)的像素呈現(xiàn)的顏色值。然后，系統(tǒng)可以在漏光補(bǔ)償操作中利用漏光值來生成更新的顏色值以供像素呈現(xiàn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，漏光補(bǔ)償操作可以是從與顏色值的顏色通道相關(guān)聯(lián)的亮度值中執(zhí)行減法的減法操作，從而生成更新的顏色值。例如，當(dāng)紅光通過綠色濾光片出現(xiàn)漏光，漏光補(bǔ)償操作可以包括計(jì)算紅光泄漏百分比與綠色通道亮度值的乘積，并從紅色通道亮度值中減去所述乘積。然后，系統(tǒng)可以令像素顯示更新的顏色值，從而補(bǔ)償已經(jīng)發(fā)生的漏光。

圖2示出了配置為向圖像檢測器顯示顏色值的示例像素200。在一個(gè)實(shí)施例中，像素200可以是顯示系統(tǒng)114（例如LCD面板）的若干像素之一。像素200可配置為呈現(xiàn)不同的顏色值以形成圖像，例如與其他像素組合。

背光202可配置為向各種液晶元件204發(fā)射白光。液晶元件204可配置為選擇性地將光穿過液晶元件204向?yàn)V光片206發(fā)射。各種濾光片206可配置為發(fā)射預(yù)定顏色的光。

圖2示出了與紅色濾波器224相關(guān)聯(lián)的第一液晶元件204、與綠色濾波器226相關(guān)聯(lián)的第二液晶元件204以及與藍(lán)色濾波器228相關(guān)聯(lián)的第三液晶元件204。這樣，由液晶元件204選擇性地發(fā)射的白光可以影響通過濾光片206發(fā)射并由像素200輸出的紅光、綠光或藍(lán)光的量。

液晶元件204可以通過顯示電路208進(jìn)行控制，以控制選擇性地向?yàn)V光片206傳輸?shù)墓饬俊＠纾@示電路208可以選擇性地通過不同的液晶元件204提供電流，以致使液晶元件204的液晶以允許光通過的方式對(duì)齊。允許通過液晶元件204傳輸?shù)墓饬靠捎娠@示電路208提供給液晶元件204的電流量控制。

顯示電路208可以配置為根據(jù)不同的顏色通道控制不同的液晶元件204。例如，根據(jù)RGB顏色模型，圖2在概念上表示顯示電路208與紅色通道210、綠色通道212和藍(lán)色通道214相關(guān)聯(lián)。

圖2同時(shí)描繪了紅色通道210控制流向與紅色濾波器224相關(guān)聯(lián)的液晶元件204的電流，綠色通道212控制流向與綠色濾波器226相關(guān)聯(lián)的液晶元件204的電流，藍(lán)色通道214控制流向與藍(lán)色濾波器228相關(guān)聯(lián)的液晶元件204的電流。

這樣，顯示電路208可以根據(jù)不同的顏色通道選擇性地向分離的液晶元件204提供分離的電流，從而令分離的白光量向?yàn)V光片206傳輸，并獲得不同顏色的期望水平。

顯示系統(tǒng)114的像素200可配置為通過與不同顏色通道相關(guān)聯(lián)的濾光片206傳輸單獨(dú)數(shù)量的光，以根據(jù)顏色值216提供各種復(fù)合顏色輸出。但如前所述，諸如LCD屏的濾光片206或無法以最佳方式工作，并導(dǎo)致漏光。例如，通過綠色濾光片226傳輸?shù)墓饪梢园ňG光和一定的紅光。

圖3顯示了光學(xué)元件302從綠色濾光片226接收的綠光可以根據(jù)實(shí)線304衍射，而光學(xué)元件302從綠色濾光片226接收的紅光可以根據(jù)虛線306衍射。這種衍射可能會(huì)導(dǎo)致通過濾色片206的漏光，從而導(dǎo)致圖像重影偽影。

針對(duì)這種情況，微軟提出了一種解決方案。

圖4示出了使用漏光值402來校正與像素200的濾光片206相關(guān)聯(lián)的漏光的示例。漏光值可以基于與顯示系統(tǒng)114的一個(gè)或多個(gè)濾光片206相關(guān)聯(lián)的測量漏光。例如，對(duì)于與特定顏色或顏色通道相關(guān)聯(lián)的濾色片，漏光值可以表示通過與不同于特定顏色/顏色通道的漏光顏色/顏色通道相關(guān)聯(lián)的濾色片所傳輸?shù)牟噬獍俜直取?/span>

繼續(xù)在綠色濾光片226泄漏紅光的示例，光泄漏值402可以包括對(duì)通過綠色濾光片226傳輸?shù)臉?gòu)成紅光的光的百分比指示。系統(tǒng)可以獲得漏光值402，并將其用于以各種方式糾正或補(bǔ)償漏光。例如，圖4示出了從圖像顏色值236向漏光值402延伸的箭頭，其指示漏光值402的一個(gè)或多個(gè)分量基于圖像顏色值236的一個(gè)或多個(gè)分量。

產(chǎn)生圖像顏色值236的測試圖像232或312可以采用各種形式。測試圖像可以捕獲配置為顯示僅包括紅光、綠光和藍(lán)光的顏色值的一個(gè)或多個(gè)像素，以便以聚焦方式測量單獨(dú)的紅色、綠色和藍(lán)色濾光片的漏光。

以圖2中的測試圖像232為例，基于像素200（或多個(gè)像素）的測試圖像確定漏光值402，而不需要在像素200和捕獲像素200的圖像檢測器230之間進(jìn)行任何光學(xué)干涉。可以基于測試圖像232獲得圖像顏色值236。

在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)需要校準(zhǔn)或修改圖像顏色值236，使得圖像顏色值236將可預(yù)測地或直接對(duì)應(yīng)于在沒有漏光的情況下提供給像素200的顏色值216。可以在圖像顏色值236和提供給像素200用于顯示的顏色值216之間進(jìn)行比較，以確定與像素200的一個(gè)或多個(gè)濾光片206相關(guān)聯(lián)的漏光值402。這種比較可以以各種方式實(shí)現(xiàn)，例如通過轉(zhuǎn)換到顏色空間并測量歐氏距離。

基于確定的圖像顏色值236和顏色值216之間的色差，可以確定或生成漏光值402。如上所述，漏光值402可以表示通過特定濾光片傳輸?shù)墓獾陌俜直取?/span>

在一個(gè)實(shí)施例中，漏光值402可能取決于像素200顯示的光的亮度。例如，綠色濾光片226可在第一亮度條件下泄漏第一量紅光，但可在更高亮度條件下泄漏更多紅光。

可以在各種情況和/或以各種方式獲得或觀察用于確定漏光值402的測試圖像。例如在校準(zhǔn)顯示系統(tǒng)114期間，可以使用用于捕獲測試圖像的圖像檢測器230從顯示系統(tǒng)114的用戶的預(yù)期視角捕獲測試圖像，以生成漏光值402來校準(zhǔn)顯示系統(tǒng)114。在一個(gè)實(shí)施例中，為了光泄漏校正的目的專門捕獲測試圖像，而在其他情況下，測試圖像可能已經(jīng)存在于校準(zhǔn)顯示系統(tǒng)114的其他校準(zhǔn)步驟中。

所以，可以至少部分地基于測試圖像中存在的一個(gè)或多個(gè)圖像顏色值236來確定漏光值402。漏光值402可用作輸入，并用于校正或補(bǔ)償與一個(gè)或多個(gè)像素200的一個(gè)或多個(gè)濾光片206相關(guān)聯(lián)的漏光。

例如，漏光值402可用作輸入，用于生成、更新或修改后續(xù)顏色值，以便通過像素200（或其他像素）的一個(gè)或多個(gè)濾光片206進(jìn)行顯示。漏光補(bǔ)償操作404通過修改顏色值216以減少其一個(gè)或多個(gè)分量值以補(bǔ)償將通過像素200的一個(gè)或多個(gè)濾光片206漏光來生成更新的顏色值406。

一般而言，漏光補(bǔ)償操作404可以包括：（1）計(jì)算特定顏色的漏光值402；以及與漏光特定顏色的濾色片相關(guān)聯(lián)的顏色值216的分量的乘積；（2）從特定顏色的顏色值216的分量中減去乘積。

作為說明性示例，當(dāng)像素200配置為根據(jù)RGB顏色模型顯示顏色值216時(shí)，漏光值402可指示像素200的綠色濾波器226漏出5%的紅光，而像素200的藍(lán)色濾波器228漏出4%的綠光。在不補(bǔ)償漏光的情況下，像素200在圖像傳感器或用戶看來可能好像正在顯示（204、107、199）顏色值，并且在光學(xué)干涉的地方可能會(huì)發(fā)生重影。

因此，可以對(duì)顏色值216的紅色值218和綠色值220執(zhí)行漏光補(bǔ)償操作404，以生成更新的紅色值408和更新的綠色值410，從而用于更新的顏色值406，并由像素200顯示。例如，為了確定更新后的紅光值408，可以計(jì)算紅光泄漏值5%和綠光值220的乘積，對(duì)應(yīng)于RGB標(biāo)度上的5個(gè)亮度值。

可以從紅色值218中減去所述乘積，以提供更新的紅色值408，從而補(bǔ)償將通過綠色濾光片226泄漏的紅光的方式降低更新顏色值406的紅色通道的亮度。根據(jù)上述示例，這一減法可以為更新的顏色值406提供（194）的更新的紅色值408。

另外，為了確定更新后的綠光值410，可以計(jì)算綠光泄漏值4%和藍(lán)色值222的乘積，對(duì)應(yīng)于RGB刻度的8個(gè)亮度值。可以從綠色值220中減去所述乘積，從而提供更新的綠色值410。根據(jù)上述示例，這一減法可以為更新的顏色值406提供（91）的更新的綠色值410。

所以，漏光補(bǔ)償操作404可根據(jù)RGB顏色模型提供（194、91、199）的更新顏色值406。系統(tǒng)可以使用更新的顏色值406觸發(fā)像素200的顯示。更新的顏色值406可寫入幀緩沖器，并提供給顯示電路208或由顯示電路208獲得，以根據(jù)各種顏色通道進(jìn)行顯示。在一個(gè)實(shí)施例中，可以根據(jù)各種顏色通道通過相應(yīng)的液晶元件204施加電流，并且可以通過像素200的濾光片206透射光。

相關(guān)專利：Microsoft Patent | Light leak correction for mixed reality devices

名為“Light leak correction for mixed reality devices”的微軟專利申請(qǐng)最初在2020年10月提交，并在日前由美國專利商標(biāo)局公布。

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