视

这篇随笔是我对人眼视觉原理的一些推测和想法，也结合3D游戏渲染和设计做了一些思考。

一

水平细胞连接多个视杆细胞和视锥细胞，是对比强化的原因。

亮度对比、色调对比都被它强化。

二

视杆细胞和视锥细胞的区别

三

焦点是视野中心线上的一个点，焦点处的物体的光射到瞳孔这个面，经过晶状体，聚焦到中心凹。
焦距由晶状体调节。

人眼视网膜是球面。这是为了让瞳孔到视网膜任一点的圆锥角相等。视网膜这个球面在视野中对应的球面就是焦面。曲面屏和VR就是为了让显示面在焦面上。这样，焦面上点的位置和视网膜上点的位置就是一一对应的，也很容易变换。

非焦面上的点是不能透过晶状体聚焦到视网膜上的。在视网膜上，就相当于一个点根据当前眼睛的焦距和点到瞳孔的距离成同心圆散开。
人需要不断移动视野中心线并调焦，才能让点发出的光经过晶状体射到视网膜上的同一个点上。
所以重要的东西要放在屏幕中央。

四
相机成像

相机和人眼不同的只有一点，那就是相机成像面是平的，人眼成像面是球面，即视网膜。
相机的光圈就是人的瞳孔，相机的镜头就是人的晶状体。

相机焦平面上的点发出的光经过相机透镜打到相机成像面上；相机将成像面打印成相片，然后相片上的点发出光经过晶状体打到视网膜上。第二步相当于光的反向传播，但是焦面到成像面是平面到球面。
所以相片上的点发出的光完全真实地模拟了相机焦平面上的点发出的光。
人眼看照片相当于透过了两个透镜去看物体，一个是相机的镜片，一个是人眼的晶状体。

五
3D游戏

3D游戏里的摄像机和真实世界的摄像机的成像原理完全不同。

3D游戏的面需要等效模拟视野中每个点发出的光，而摄像机成像面只需要模拟焦面上的点发出的光。

六
3D投影和显示屏

3D投影有两种。一种是平面投影；一种是透视投影，也可以说是点投影。前者中物体向平面投影，后者中物体向点投影。
显示屏有三种。一种是平面显示屏；一种是曲面屏；一种是VR显示屏。

点投影中，物体只向屏幕中的像素发出一束指向投影点的光，但是瞳孔不只有中心点，而是一个面，所以一些光线被忽视了，这导致第一种失真，调大投影面和投影点的距离可以减轻这种失真，但点投影无法避免这种失真。而且如果人眼瞳孔中心不在投影点上，那么就看到了错误的光，而且看不到正确的光，这导致第种次失真，而且很严重，所以应该引导玩家把脑袋放在正确的位置，并看向屏幕中心，这就需要暗示玩家正确的注视方向和眼睛离屏幕的距离，或者让投影点距离可调，并把重点放在屏幕中心，中间物体近，周围物体远；还可以把UI放在屏幕四周，这样玩家就注意UI的信息，不注意屏幕内的信息了，像小小梦魇这种平面投影的游戏就没有做UI。点投影有且仅有这两种失真。另外float的精度和NDC范围为-1.0到1.0的设置，暗示了屏幕中心比四周重要，点投影矩阵对深度值z的非线性变换，暗示了屏幕近处比远处重要。
默认的点投影的投影面是平面，所以曲面屏和默认的点投影在投影面上是不搭配的。但是曲面屏在焦面上，所以不用频繁调焦，调焦的肌肉就不会那么累，用来看文字还是很不错的。VR看起会更清晰，更有沉浸感。但也仅此而已。因为它本质上就是个靠得很近的曲面屏而已。如果不改变光线算法，那就不会得到真实的视感。

如果可以让像素朝不同方向发出不同的光，那平面投影就可以做得完全真实了。但是算法复杂度会很大。所以平面投影能且只能做非真实风格游戏。

镜子
镜子中的像是完全真实的，它就是上面说的那种平面投影。

七
总结

3D游戏以目前的计算能力，只能做点投影。点投影有两种失真无法避免。
曲面屏和VR显示屏只能增强清晰度和沉浸度，不能增强真实感。它们并没有太大区别。

改变投影和屏幕来增强真实感的方法：只能提高计算能力，并且让显示屏的像素点能朝各个方向发不同光，相当于显示屏就是镜面。这太难了。

八

此处为顶视图，盲点与中心凹在同一水平面上。

九

十
之前都是单眼机制
接下来是双眼机制

处理两个像
大脑传递给双眼将双眼的焦点重合的命令，大脑将双眼的像根据焦点重合这一原则来叠加两个像。这也解释了为什么双眼视野重合区会看到两个物体。

物体运动
单眼视野中：
视野中的点沿焦面的切线移动时，点的像在视网膜上平移，对成像的影响较大；
视野中的点沿每个焦距对应的焦面的法线构成的线移动时，点发出的光在视网膜上绕一个点扩缩，对成像的影响较小；
所以单眼对第一种移动感知能力强，对第二种移动感知能力差。
双眼视野中：
点在一个眼的视野中沿每个焦距对应的焦面的法线构成的线移动时，也在另一个眼的视野中沿焦面的切线移动，对成像的影响不会小。
所以双眼对两种移动的感知能力都好。

参考
https://www.bilibili.com/video/BV1Na4y147LL
https://www.bilibili.com/video/BV1Ti4y137vv
https://www.bilibili.com/video/BV1K64y1Z7NU

以上内容未做严格考证，希望能给大家带来启发。