为什么说VR头显的核心技术是光学透镜?

作者:yswl 日期:2021-07-14 阅读量:
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  任何一款VR头显,当看向圆形遮光护目镜套的里面时,你将会发现两件事情:一块显示虚拟世界的屏幕;位于屏幕前方的一组透镜。大部分人主要关注头显的显示器部分,分辨率是多少?刷新率?对比度呢?然而,位于屏幕前方的透镜同样重要。为什么说光学透镜是VR头显的一个重要组成部分呢,它们又将如何影响VR体验的质量呢?


  说到透镜,以及它们将如何影响VR头显,我们首先要关注的是显示器尺寸。VR头显的尺寸越大,所遮挡视图就越多,视场范围也越广。但如果显示器太大,整体设备则可能过于笨重。从这个角度来看,显示器越小越好。


  针对这个问题,一个解决办法是让屏幕靠近你的眼睛。有两个好处:首先,你不需要更大的显示器来获得更宽的视野;其次,根据阿基米德的杠杆原理,显示器越靠近你的脸,它的力就越小。不幸的是,当你把注意力集中在太近的物体上时,你会感到不舒服,这限制了你设置显示器的距离。


  它提出了一个问题。一般情况下,我们的视野可以达到180度。作为参考,目前头显屏的对角线长度可能在7英寸(18厘米)左右,并尽可能舒适地靠近眼睛,这个屏幕相对较少的视野。因此,用户需要从非常狭窄的角度来感知你的虚拟世界,就像在现实世界中使用眼罩一样。

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  解决这个问题的一部分方法是在脸和显示器之间设置透镜和一系列透镜。我们的目标是折射光,本质上使用放大镜的透镜来提供更宽的视野。你也可以把显示器移动到通常眼睛不舒服的地方,合适的透镜会让视图更舒适。


  然后一个因素是光学镜头中存在的伪影或像差。棱镜是镜头的一种,镜头可以像棱镜一样,在折射光线时可以把颜色分开,这就是所谓的色差。我们需要注意其他偏差。球形像差会导致图像的不同部分聚焦在不同的点上,这意味着如果你想让图像的中心变得清晰锐利,边缘就会变得越来越模糊。之后是桶形畸变和枕形畸变。这种情况通常发生在透镜试图纠正上述两种畸变和试图产生宽视场时,这将导致网格拉伸或挤压。


  但当你试图通过透镜来扩大视场时,你将会面临前文所述的像差问题。相机镜头通过一堆复杂的透镜来解决这一问题,试图消除所有的像差,并为你提供一张清晰的,没有失真的照片。遗憾的是,这一系列的透镜将增加整体设备的重量和长度,以及相当一部分的成本。


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