T/CVIA 159-2025 增强现实（AR)头戴式设备技术要求和测试方法

　　团 体 标 准

　　T/CVIA 159-2025

　　增强现实(AR)头戴式设备技术要求和测

　　试方法

　　Technical requirements and testing methods for Augmented Reality

　　(AR)Head-mounted Display

　　2025-05-12 发布 2025-05-12 实施

　　中国电子视像行业协会 发布

　　目 次

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国电子视像行业协会提出并归口。

　　本文件起草单位：杭州灵伴科技有限公司、北京行者无疆科技有限公司、深圳纳德光学有限公司、深圳影目科技有限公司、海信视像科技股份有限公司、雷鸟创新技术(深圳)有限公司、北京京东世纪贸易有限公司。

　　本文件主要起草人：许德刚、马超、孔德卿、王大勇、彭华军、郭红、高洁、张宏伟、李宏伟、张君杰、侯克坚、张云鹏、董敏、张利利、刘红波。

　　本文件为首次发布。

　　增强现实(AR)头戴式设备技术要求和测试方法

　　1 范围

　　本文件规定了增强现实头戴式设备的相关技术要求，描述了相应的测量方法。

　　本文件适用于增强现实头戴式设备的设计、研发、测试和生产等。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　IEC 63145-1-2:2022,3.5.14 《Eyewear display Part1-2 :Generic-Terminology》

　　GB/T38259-2019 《信息技术 虚拟现时头戴式显示设备通用规范》

　　SJ/T11348-2016 《平板电视显示性能测量方法》

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1 增强现实(AR)头戴式设备

　　具有增强现实功能的头戴式设备。

　　增强现实头戴式设备通过在用户视野中叠加数字信息，从而增强用户的感知和体验。

　　3.2 视场角

　　用户通过设备能够看到的视野范围。通常以度( ° )为单位表示。

　　3.3 每度视角像素密度

　　每度视场角内的像素数量，通常用于描述VR或者AR设备的显示清晰度。

　　3.4 亮度

　　画面的明亮程度，具体来说是显示器在白色画面之下明亮的程度。

　　3.5 对比度

　　所测得的高亮度LH和低亮度的LL比值即为对比度CR。公式为：CR=LH/LL对比度通常表示为“X:1”的形式。

　　3.6 眼盒

　　用户无需移动头部或进行除眼球自然转动以外的任何调整，就能正确看到整个虚拟图像的三维空间区域或体积。[来源：IEC 63145-1-2:2022,3.5.14]

　　3.7 出瞳距离

　　用户眼睛与显示屏之间的最佳观看距离，通常以毫米(mm)为单位表示。

　　3.8 调制传递函数

　　衡量光学系统成像质量的重要指标，表示系统对不同空间频率的对比度传递能力。

　　3.9 Television Distortion畸变

　　显示屏在显示图像时产生的几何失真，通常表示为图像边缘的直线变为曲线。

　　3.10 合像距离

　　设备在虚拟图像与现实物体叠加显示时，虚拟图像与用户眼睛之间的距离。

　　3.11 刷新率

　　显示屏每秒钟刷新图像的次数，通常以赫兹(Hz)为单位表示。

　　4 缩略语说明

　　下列缩略语说明适用于本文件。

　　4.1 增强现实头戴式设备产品分类

　　增强现实头戴式设备产品分为三大类：

　　基于BB方案的分体式AR眼镜;

　　基于光波导方案的一体式AR眼镜;

　　基于非球面多镜片组的头戴显示设备。

　　4.2 FOV：即视场角。

　　4.3 PPD：即每度视场像素密度。

　　4.4 Eye Box：即眼盒。

　　4.5 Eye Relief：即出瞳距离。

　　4.6 MTF：Modulation Transfer Function，即调制传递函数。

　　4.7 TV畸变：即Television Distortion畸变。

　　4.8 BB光学：即BirdBath光学方案。

　　5 AR 眼镜显示性能要求

　　增强现实(AR)头戴式设备的显示性能技术要求应满足表1。

　　表1 增强现实(AR)头戴式设备显示性能技术要求

　　6. AR 眼镜硬件要求

　　6.1 重量

　　增强现实(AR)头戴式设备的重量应符合舒适佩戴的要求，最大重量应< 200 克。

　　6.2 尺寸

　　增强现实(AR)头戴式设备的尺寸应符合人体工程学设计，参考指标如下：

　　镜框宽度：100-180 毫米;

　　镜框高度：20-80 毫米;

　　镜腿长度：100-180 毫米。

　　6.3 工作温度

　　增强现实(AR)头戴式设备应在以下温度范围内正常工作，工作温度范围为-10℃ 至 45℃。

　　6.4 软性镜腿

　　增强现实(AR)头戴式设备应配备软性镜腿，接近皮肤处采用亲肤材质，以提高佩戴舒适度。

　　6.5 麦克风

　　增强现实(AR)头戴式设备应配备高灵敏度麦克风，方便接入语音识别功能，实现降噪功能。不同设备种类的指标要求不同，拾音器(麦克风)技术要求应满足表2。

　　表2 增强现实(AR)头戴式设备拾音器(麦克风)技术要求

　　6.6 扬声器

　　增强现实(AR)头戴式设备的音频技术要求应满足表 3。

　　表3 增强现实(AR)头戴式设备音频技术要求

　　6.7 其他部件要求

　　增强现实(AR)头戴式设备的其他部件要求应满足表4。

　　表4 其他部件要求

　　7. 主机硬件指标要求

　　7.1 重量

　　设备主机的重量应符合便携性要求，最大重量应< 200 克。

　　7.2 尺寸

　　主机尺寸应≤300mm x 200mm x 40mm。

　　7.3 工作温度

　　主机工作温度范围应满足-10℃ 至 45℃。

　　7.4 其他硬件指标

　　其他硬件指标要求应满足表5。

　　表 5 硬件指标

　　8. 主机软件功性能要求

　　8.1 交互功能

　　交互功能应满足表 6。

　　表6 交互功能

　　8.2 投屏方式

　　投屏方式应满足表 7。

　　表7 投屏方式

　　8.3 系统功能

　　系统功能应满足表8。

　　表8 系统功能

　　9.测试方法

　　9.1 硬件指标测试方法

　　9.1.1 重量

　　使用高精度电子秤进行测量。

　　1)高精度电子秤应满足精度在0.1g，可测量区间覆盖10g～1000g;

　　1)校准电子秤，确保其在零点位置。

　　2)将AR眼镜置于电子秤上，读取重量数据。

　　3)重复测量三次，取平均值。

　　9.1.2 工作温度

　　查阅设备使用手册或者保修书，查看设备的工作温度。

　　9.1.3 麦克风指标测试

　　需要在消音室进行，提前准备监听音箱、人工嘴等测试硬件和SoundCheck、录音程序等相应测试软件。 AR眼镜麦克风和监听音箱约在距离1米的位置，测试仪器需要按照厂商要求进行校准。

　　(1)麦克风麦克风频响、灵敏度、一致性测试

　　a) 设置激励信号 94 dB SPL, 1/6 Octave, 100–10 kHz, Stepped sine wave 或 P.50 或 CSS。

　　b) 上位机软件控制AR眼镜开始录音，SoundCheck 控制监听音箱播放激励信号。

　　c) 上位机软件从产品提取录音文件到本地，并分解为多个单声道文件。

　　d) 用SoundCheck 的Analysis模块分析多个单声道文件，得出每个麦克风通道频响， 命名为：

　　MICn_FR。

　　e) 用SoundCheck的Post-Processing模块计算麦克风在1kHZ的灵敏度或中频段(1k-5kHZ)灵敏度。

　　f) 用 SoundCheck 的 Limit 模 块管控 第 一 个 麦 克风的 频响 为 ±3dB,1kHZ 灵敏 度 适 当收紧 ，如± 1.5dB/±2dB。

　　g) 用SoundCheck的Post-Processing模块计算其余麦克风和第一个麦克风频响差值，确保频响差值绝对值 ≤ 3 dB 且 1kHz灵敏度 ≤ ± 1.5dB。

　　(2)麦克风密封性测试方法

　　a) 使用橡皮泥等材料封住每个麦克风拾音孔，确保封堵密实、不漏气，不影响结构外壳其他开孔。

　　b) 重复5.1.5.1测试流程，采集密封状态下的音频，提取并分析，得出 MICn_Sealed_FR;

　　c) 使用在 SoundCheck 的 Post-Processing 模块中配置如下运算：

　　d) 对频率范围 100–8000 Hz 的所有点计算差值曲线，若ΔFR(f) ≥ 15dB，则密封性良好。

　　5.1.5.3 麦克风信噪比测试方法

　　a) 将AR眼镜置于消音室，基于5.1.5.1测试流程得到播放指定信号下的灵敏度为S1;

　　b) 重复5.1.5.1测试流程，在消音室安静环境下得到安静条件下的灵敏度为S2;

　　c) 每个麦克风的SNR=S1-S2，通常AR眼镜的麦克风SNR需要大于58dB以上。

　　9.1.4 扬声器

　　(1)最大声压级测试方法

　　a)将产品置于放在头模上，在产品音量调节至最大音量进行测量。

　　b)准备声压计，确保声压级计处于校准状态，并校准到适当的参考级别(通常为94dB)。将其放置在与产品的屏幕垂直，并且平行于地面的位置，与平步保持相同的高度，距离为1m。位置如图1所示：

　　图1 声压级测试设备位置示意图(后续更新下AR眼镜的示意图)

　　c)产品持续播放1kHz的音源，同时启动声压计，记录声压级计显示的最大声压级。通常，这个值会在测试信号持续播放一段时间后稳定下来。

　　d)将记录的最大声压级与要求的标准进行比较。确保所测量的最大声压级符合产品的设计要求，并且不会对用户或环境造成不良影响。

　　(2)有效频率范围

　　按照SJ/T 11157.2-2016规定的方法进行测试。

　　9.1.5 距离传感器

　　查阅设备使用手册或者保修书，查看设备是否配置距离传感器;

　　检查设备，查看眼镜内侧是否存在距离传感器。

　　9.1.6 HDCP 支持

　　查阅设备使用手册或者保修书，查看设备是否支持HDCP;

　　通过HDCP合规性测试，通过连接AR眼镜至支持HDCP的设备，并播放受保护的内容，检查是否能够正常显示。

　　9.1.7 按键

　　检查设备，查看眼镜是否存在按键。

　　9.1.8 DP 接口

　　依据DP接口标准进行测试，连接AR眼镜至信号分析仪，传输视频信号，检测信号完整性和传输速率，检查接口的兼容性和稳定性。

　　9.2 显示性能指标测试方法

　　9.2.1 视场角

　　可以参考GB/T38259-2019的7.10.3规定的方法。

　　9.2.2 单位视场角像素密度

　　可以参考GB/T38259-2019的7.10.14规定的方法。

　　9.2.3 刷新率

　　1. 将 AR 设备放置不透光的暗箱或暗室中。

　　2. 通过预置程序， 将 AR 设备以最快频率刷新画面，交替显示白画面与黑画面;

　　3. 用示波器连接光敏探测器，将探测器固定在显示屏幕的中心位置;

　　4. 调整示波器显示光敏探测器电流变化周期 T。

　　则显示刷新率如下式所示：

　　上式中：

　　FC———显示刷新率;

　　T ———周期。

　　9.2.4 分辨率

　　查看产品规格书， Android系统可以通过dumpsys display查看mBaseDisplayInfo=DisplayInfo查询到分辨率信息。

　　9.2.5 亮度

　　可以参考GB/T38259-2019的7.10.12规定的方法。

　　9.2.6 对比度

　　a) 在增强现实头戴式显示设备中分别显示全黑、全白图卡，并将屏幕亮度调到最大;

　　b) 将增强现实头戴式显示设备与亮度计置于暗室中，调整亮度计至增强现实头戴式显示设备的出瞳位置;

　　c) 记录显示全黑图卡时均匀性测试点位置图所规定的 P0 点的亮度值，10min 内重复记录三次，取亮度平均值 Lmin;

　　d) 记录显示全白图卡时均匀性测试点位置图所规定的 P0 点的亮度值，10min 内重复记录三次，取亮度平均值 Lmax。

　　则亮度对比度如下式所示：

　　式中：

　　C ——亮度对比度;

　　Lmax——全白图卡时的亮度平均值，单位为坎德拉每平方米(cd/m2 );

　　Lmin——全黑图卡时的亮度平均值，单位为坎德拉每平方米(cd/m2)。

　　9.2.7 色域

　　可以参照SJ/T11348-2016的5.7的试验方法。

　　9.2.8 眼盒

　　a) 固定眼镜位置：让AR眼镜显示全白画面，并固定在测试台上。

　　b) 确定初始相机位置的刻度：在可三维移动相机且带刻度的装置上，移动相机，确保相机与AR眼镜光学中心及光轴对齐。

　　c) 移动相机：在垂直于光轴的水平和竖直方向上逐步移动，记录在每个位置上是否能清晰看到显示内容，移动方向是从中心分别水平向左、水平向右、竖直向上、竖直向下。

　　d) 测量眼动范围：记录从以亮度测量作为客观标准的，一般为亮度50%确定eye box的边界，依次记下四次的移动位移：X1，X2，Y1，Y2。

　　e) 根据上面的数据构建出一个两维度维的eye box区域。该区域内的任何点应满足用户在移动眼睛时仍能看到清晰图像的要求。眼盒大小即为平行于显示平面的方形区域，眼盒大小为(X1+X2)x (Y1+Y2)(单位：mm)。

　　9.2.9 出瞳距离

　　按照GB/T38259-2019中7.10.6规定的测试方法。

　　10.2.10 MTF

　　a) MTF可以表示光学模组还原实际场景的物理能力，本测试方案选择调制对比度的测试方法。

　　b) 在AR眼镜中根据显示分辨率投影显示固定像素间隔的黑白条纹，这个间隔可以自定义像素，这个间隔如下图：

　　c) 通过模拟人眼的高分辨率相机检测设备采集虚像画面，计算对应黑白线对的Michealson对比度，公式如下

　　d) 在AR眼镜的显示视野中选择多个区域，一般采集1个中心点附近的横/竖线对、0.4FOV的左上/右上/左下/右下4个区域的横/竖线对、0.8FOV的左上/右上/左下/右下4个区域的横/竖线对、进行MTF测量。这可以帮助评估整个显示区域内的清晰度分布。

　　e) 上述步骤至少3次以上取平均值，即可获得基于P像素对的几个区域的MTF的清晰度值。

　　9.2.11 TV 畸变

　　a) 在 AR 眼镜设备中显示基于黑白棋盘格畸变图卡，填满整个显示屏幕并将屏幕亮度调到最大。

　　b) 将 AR 眼镜置于支撑夹具上使显示面垂直于地面，在眼盒范围内移动模拟人眼的高分辨率相机，相机拍摄画面需与 AR 眼镜显示画面平行，并能拍到整个屏幕。

　　c) 通过模拟人眼的高分辨率相机检测设备采集虚像画面，按照步骤 b 的规则在水平和竖直的眼盒范围平均取九个点，每个点采集三张照片，共 27 张照片。

　　d) 通过 imatest 软件，分析拍摄到的图像，获得 SMIA TV 畸变，并所有畸变取平均值。该测试值即为眼盒范围的 TV 畸变。

　　9.3主机硬件指标测试方法

　　9.3.1 重量

　　使用高精度电子秤进行测量。

　　1) 校准电子秤，确保其在零点位置。

　　2) 将AR眼镜置于电子秤上，读取重量数据。

　　3) 重复测量三次，取平均值。

　　9.3.2 尺寸

　　使用游标卡尺或三坐标测量仪。

　　1) 校准测量工具。

　　2) 测量眼镜的长度、宽度和高度。

　　3) 记录每个维度的测量值，确保精确到毫米级别。

　　9.3.3 工作温度

　　查阅设备使用手册或者保修书，查看设备的工作温度。

　　9.3.4 SOC

　　1)查阅设备使用手册或者保修书，查看设备的SOC;

　　2)查看系统设置或配置信息，查看系统的SOC是否符合描述。

　　9.3.5 RAM

　　1)查阅设备使用手册或者保修书，查看设备的RAM;

　　2)查看系统设置或配置信息，查看系统的RAM是否符合描述。

　　9.3.6 ROM

　　1)查阅设备使用手册或者保修书，查看设备的ROM;

　　2)查看系统设置或配置信息，查看系统的ROM是否符合描述。

　　9.3.7 Wi-Fi

　　1)检查Wi-Fi连接：确保设备已连接到Wi-Fi网络，可以在设备的设置菜单中查看和验证连接状态。

　　2)尝试访问网页：打开设备上的浏览器，尝试访问不同的网站，检查是否能够正常浏览和加载内容。

　　3)测试在线应用：使用需要联网的应用程序，如视频流媒体服务或在线游戏，检查是否能够正常连接和使用。

　　9.3.8 蓝牙

　　1)检查蓝牙连接：确保设备已开启蓝牙功能，并在设备的设置菜单中验证连接状态;

　　2)配对设备：确保要连接的设备已与当前设备配对，在设备的设置菜单中进行配对操作;

　　3)测试音频连接：在蓝牙连接的外接设备上播放音频，检查设备是否能够正常接收和播放音频。

　　9.3.9 IMU

　　1)查阅设备使用手册或者保修书，查看设备是否存在IMU;

　　2)查看系统设置或配置信息，查看系统的IMU是否符合描述。

　　9.3.10 GPS

　　1)查阅设备使用手册或者保修书，查看设备是否存在GPS;

　　2)查看系统设置或配置信息，查看系统的GPS是否符合描述。

　　9.3.11 RTC

　　1)查阅设备使用手册或者保修书，查看设备是否存在RTC时钟;

　　2)查看系统设置或配置信息，查看系统的RTC时钟是否符合描述。

　　9.3.12 散热风扇

　　检查产品是否具备散热风扇;

　　检查系统工作时散热风扇是否正常工作，且长时间使用后设备还处在工作温度范围内。

　　9.3.13 NFC

　　查阅设备使用手册或者说明书，查看设备是否支持 NFC。

　　9.3.14 Camera

　　检查产品是否具备Camera，并且可以正常使用。

　　9.3.15 指示灯

　　检查产品是否具备指示灯，并且可以正常亮灭和显示灯效。

　　9.3.16 线性马达

　　查阅设备使用手册或者说明书，查看设备是否支持线性马达。

　　9.3.17 按键

　　检查产品是否具备按键，并且可以正常使用。

　　9.3.18 屏幕

　　检查产品是否具备屏幕，并且可以正常显示和使用。

　　9.3.19 TF卡支持

　　检查产品是否具备TF卡槽;

　　插入TF卡，检查系统中是否可以正常读取，并且是否可以正常使用。

　　9.3.20 边充边用

　　查阅设备使用手册或者说明书，查看设备是否支持边充边用;

　　设备工作时按照使用说明接入电源，查看设备充电时是否正常工作。

　　9.3.21 4G/5G支持

　　检查产品是否具备sim卡槽或者esim模组，并且可以正常使用4G/5G功能。

　　9.3.22 主机软件指标测试方法

　　9.3.23 交互方式

　　查阅设备使用手册或使用说明，查看设备支持的交互方式。

　　1) 触摸交互测试步骤如下：

　　检查是否可以通过手指或者其他工具来操作屏幕或者触摸板，并且眼镜内显示能够响应对应操作。

　　2) 语音交互测试步骤如下：

　　检查设备能否通过唤醒词或特殊动作唤醒，同时准确识别用户的普通话语音输入，是否能准确解析和理解用户的语义意图并执行相应的指令。

　　3) 按键交互测试步骤如下：

　　检查设备上每个按键的功能，确保能够正常工作并响应预期的操作。

　　4) 射线交互测试步骤如下：

　　检查设备是否存在界面中的射线，转动主机是否能够移动射线，并且通过触摸板、屏幕或者按键进行交互，确保能够正常工作并响应预期的操作。

　　5) 手势交互测试步骤如下：

　　检查系统界面是否存在手势模型或手势射线，移动手部位置是否会改变手势模型或手指射线位置，并且通过捏合、抓住等操作是否能够正常反馈并响应预期的操作。

　　9.3.24 投屏方式

　　1)无线投屏(in)测试步骤如下：

　　检测是否可以通过Wi-Fi网络或特定的无线传输技术(如Miracast)，将另一个显示设备上的内容无线传输到本设备上。

　　2)无线投屏(out)测试步骤如下：

　　检测是否可以通过Wi-Fi网络或特定的无线传输技术(如Miracast)，将设备上的内容无线传输到另一个显示设备上。

　　3) DP测试步骤如下：

　　检测是否有DP接口;

　　检测通过DP线连接外接设备是否可以正常将外接设备的音视频投射到本设备上。

　　9.3.25 系统功能

　　1)查阅设备使用手册，查看设备支持的系统功能;

　　2)检查设备支持的系统功能能否如描述一般执行相应操作。