Virtual Reality Lens Image Distortion Correction

Abstract

Čočky pro virtuální realitu umožňují umístění displeje blízko očím uživatele a zprostředkovávají uživateli větší zorné pole. Na druhou stranu ale také způsobují zkreslení obrazu. Pokud známe vlastnosti zkreslení, je možné je vykompenzovat tím, že zobrazovaný obraz předem zkreslíme opačně. Tato práce je zaměřena na měření zkreslení pro libovolně složitou čočku. Zohledněna je také chromatická aberace. Navržen a vyvinut byl systém, který měří zkreslení čočky jen s využitím kamery připevněné k headsetu pro virtuální realitu. Systém je založen na detekci vzorů a porovnávání pozic bodů na displeji a odpovídajících bodů ve zkresleném obrazu. Výsledkem je 2D mapa zkreslení, pomocí níž je možné obraz transformovat tak, aby se uživatelům jevil nezkreslený.

Lenses in virtual reality headsets make it possible to put displays close to users' eyes and they provide users with wider field of view. However, they also distort the displayed image. Providing we know the lens distortion properties, it is possible to compensate for the distortion by displaying an image that is distorted in the opposite way. This thesis focuses on measurement of the distortion for an arbitrarily complex lens, while also considering chromatic aberration. A system capable of measuring of the distortion using just a camera attached to the virtual reality headset is designed and implemented. It is based on pattern detection and comparison of relative positions of points on the display and their correspondences in the distorted image. The result is a 2D distortion map that can be used to transform images such that they appear undistorted to the virtual reality headset users.