一、引言

增强现实（AR）与虚拟现实（VR）设备的成像质量直接影响用户沉浸感与舒适度。光学系统中的桶形畸变、枕形畸变、色散、视场不均等问题会导致图像失真、眩晕感。通过光学计量手段对AR/VR头显进行畸变校准，是提升视觉体验的关键技术。

二、畸变校准的基本原理

将标准测试图卡（如棋盘格、点阵图）置于光学系统前，通过头显内置摄像头或外部测量相机拍摄成像结果，利用图像处理算法提取特征点偏移量，构建畸变映射函数（如径向畸变系数k₁、k₂），用于软件补偿。

三、核心技术与系统组成

高精度标准图卡与照明系统
提供稳定、均匀、无变形的参考图像。

高分辨率测量相机系统
分辨率优于头显显示像素，支持亚像素边缘检测。

自动畸变分析软件
支持OpenCV、MATLAB畸变模型拟合，输出校正LUT（查找表）。

眼盒扫描与多视点测量模块
模拟不同瞳距、眼位下的畸变表现。

四、典型应用场景

自由曲面/鸟巢棱镜光学模组出厂校准
补偿复杂光学路径带来的非线性畸变。

Micro-OLED与Pancake光学匹配优化
提升边缘清晰度与亮度均匀性。

双眼畸变一致性检测
防止左右眼图像错位导致视觉疲劳。

用户个性化畸变补偿
结合眼球追踪实现动态校正。

五、挑战与未来发展趋势

挑战：

Pancake、BirdBath等新型光路畸变复杂；

轻量化设计与光学性能难以兼顾；

动态佩戴姿态影响实际畸变表现。

未来方向：

发展AI驱动的自适应畸变补偿算法；

推进原位在线校准与OTA升级功能；

建立AR/VR光学性能计量标准与测试规范；

实现从设计、制造到使用的全链路光学质量控制。