對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備而言峭拘，要想對(duì)玩家傳遞足夠的沉浸感俊庇，需要協(xié)調(diào)好寬視場(chǎng)、高幀率鸡挠、高屏幕刷新率辉饱、高分辨率、高像素密度和低視覺暫留等等要素拣展，VR網(wǎng)編輯這次為大家?guī)淼氖荲R技術(shù)基礎(chǔ)教程：視場(chǎng)角及其工作原理彭沼。
首先來看看，什么是視場(chǎng)角?
視場(chǎng)或任意時(shí)間周遭環(huán)境的可視物是虛擬現(xiàn)實(shí)尤為重要的一個(gè)因素备埃。視場(chǎng)越寬姓惑，用戶越容易產(chǎn)生身臨其境的感覺。
人類視覺是由兩部分視場(chǎng)組成的按脚。單目FOV指的是單眼的視場(chǎng)挺益。正常來說，單眼視場(chǎng)的水平角度即為鼻子與瞳孔間的角度乘寒，介于170°-175°之間望众。鼻子視場(chǎng)通常是60°-65°，鼻子越大伞辛，視場(chǎng)角越小烂翰。瞳孔與頭部所形成的顳骨視場(chǎng)更寬，通常介于100°-110°之間蚤氏。
有趣的是甘耿，不同視場(chǎng)的可視顏色不一。
對(duì)大多數(shù)人來說竿滨，雙目視場(chǎng)是兩個(gè)單目視場(chǎng)的組合佳恬。組合時(shí)，可視角度通常為200°-220°于游。兩個(gè)單目視場(chǎng)重疊立體部分即為雙目視場(chǎng)毁葱，我們可以看到3D物體。
寬視場(chǎng)有助于產(chǎn)生沉浸感和臨場(chǎng)感贰剥。不管是真實(shí)世界倾剿，還是虛擬頭顯，大多數(shù)行動(dòng)都發(fā)生在立體雙目視場(chǎng)中蚌成。
大腦可通過三種巧妙的方式感知周圍的深度前痘。得知物體的實(shí)際大小凛捏，就能根據(jù)眼睛所見的物體大小，推測(cè)物體的距離芹缔。例如坯癣，近處的小汽車會(huì)比遠(yuǎn)處的停車場(chǎng)的小汽車看起來要大。另外最欠，近處的物體會(huì)比遠(yuǎn)處的更快進(jìn)入視網(wǎng)膜坡锡。
如果你朝車窗外看的話，遠(yuǎn)處的樹木幾乎是靜止不動(dòng)的窒所，但如果你眨下眼的話鹉勒，很可能就會(huì)錯(cuò)過看不到路標(biāo)。最后吵取，眼睛的間距約為64mm, 將不同的物體輸入大腦禽额，組合成一個(gè)3D的圖像。圖像的差異越大皮官，效果越明顯脯倒。所以近處的物體看起來深度感立體感更明顯，而遠(yuǎn)處的物體更為平面捺氢。
了解這些原理之后藻丢，就不難理解為什么虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯制造商要考慮設(shè)備的視場(chǎng)問題。
虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備上視場(chǎng)的限制因素是透鏡摄乒，而非瞳孔悠反。為了得到更寬廣的視場(chǎng)，你需要縮短與透鏡間的距離馍佑，或增加透鏡的大小斋否。
出于人體工程學(xué)的考量，Oculus和HTC想要制作最輕最小的頭顯拭荤。但是不可避免的會(huì)遇到一些問題：
比如茵臭，使用較輕薄的透鏡，透鏡與顯示屏間的距離就會(huì)增大舅世，頭顯的大小也隨之增大旦委。
或者，如果使用更厚的透鏡(放大物體的焦距更短)雏亚，則會(huì)縮短與顯示屏間的距離缨硝。但透鏡的厚度會(huì)增加新的工程挑戰(zhàn)，因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)幾何失真和色差评凝。因?yàn)榉糯笤鰪?qiáng)追葡，所以需要更高清的顯示屏，避免出現(xiàn)紗窗效應(yīng)(也就是會(huì)看到單像素點(diǎn))奕短。
再有另一個(gè)選擇就是固定頭顯大小宜肉，增加透鏡與眼睛的間距。但視場(chǎng)會(huì)隨之縮小翎碑，這就是目前小型頭顯的通病谬返。采用厚透鏡，但透鏡與眼睛的距離又太近日杈。
當(dāng)然可使用直徑較大的透鏡增加視場(chǎng)遣铝，但也會(huì)面臨一些新的挑戰(zhàn)。大透鏡的中間也會(huì)比較厚莉擒，重量也會(huì)隨之增加酿炸。這個(gè)問題可以通過菲涅爾透鏡解決。但第二個(gè)問題是不管使用哪種類型的透鏡涨冀，大透鏡都會(huì)帶來更多的光學(xué)像差填硕。
廠商在設(shè)計(jì)VR頭顯時(shí)，需要考慮以上所有的因素鹿鳖。寬視場(chǎng)扁眯，但確保頭顯不會(huì)太大太重，同時(shí)保持最佳的體驗(yàn)翅帜。
對(duì)于這個(gè)問題姻檀，主流的VR設(shè)備廠商都是如何處理的呢?我們來看看Oculus、HTC涝滴、星風(fēng)和Wearality所采取的解決方案：
Oculus在開發(fā)者版本上采用了標(biāo)準(zhǔn)透鏡绣版，視場(chǎng)角可達(dá)90°，但當(dāng)注視點(diǎn)遠(yuǎn)離中心時(shí)歼疮，會(huì)出現(xiàn)大量的圖像變形僵娃。為此，最新的消費(fèi)者版Oculus Rift采用的是菲涅爾透鏡腋妙。這對(duì)早期尚未進(jìn)入消費(fèi)者市場(chǎng)的開發(fā)者裝備來說不失為一個(gè)解決方案默怨。但也不是說這些透鏡可以最大化增大視場(chǎng)，增大幅度在10°到 20°骤素。它們可以增強(qiáng)圖像的清晰度匙睹，減輕頭顯的重量。同時(shí)還添加了機(jī)械瞳孔調(diào)節(jié)器济竹，不管雙眼間距痕檬，用戶都能看到最清晰的圖像。
HTC在開發(fā)者套裝和升級(jí)版Pre開發(fā)者套裝上都采用了菲涅爾透鏡送浊。菲涅爾透鏡一面是有螺紋的梦谜，將屏幕上的光線折射到螺紋上，圖像會(huì)出現(xiàn)光暈。在早期開發(fā)者裝備中唁桩，光暈被稱為Mura闭树，感覺像是圖像上覆蓋著一層超薄亞麻黑色材料。但在新的Pre開發(fā)者裝備上也會(huì)出現(xiàn)荒澡，HTC添加了Mura修正报辱，銳化圖像。
游戲制作公司星風(fēng)工作室收購了Infiniteye公司单山，他們的虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯配備了兩個(gè)顯示屏而非一個(gè)碍现。顯示屏采用了橫向模式，在中央傾斜米奸，置于用戶頭部的一旁昼接。一些高定透鏡可帶來更大的視場(chǎng)。也正因此悴晰，星風(fēng)工作室?guī)砹俗钫鎸?shí)的視場(chǎng)慢睡，但也需要付出一定的代價(jià)。屏幕空間越大膨疏，渲染功能要更強(qiáng)大一睁。
再來看看Wearality公司，雖然他們尚未進(jìn)入PC頭顯游戲市場(chǎng)(至少目前還沒有)佃却，但是卻為我們帶來了突破性的透鏡技術(shù)者吁，并置入可兼容的移動(dòng)端手機(jī)，目前正在kickstarter上進(jìn)行眾籌饲帅。他們帶來了彎曲的菲涅爾透鏡复凳，視場(chǎng)可增加到150°。據(jù)說效果還不穩(wěn)定灶泵，但總的來說還是不錯(cuò)育八。
對(duì)于正糾結(jié)于這些問題的VR設(shè)備廠家來說，以上四家的的解決方案還是很值得參考的赦邻，不過或許很快我們就能看到更加突破性的技術(shù)問世髓棋。
聯(lián)系方式：0755-81699111
課程網(wǎng)址： http://www.vrkuo.com/course/vr.html
