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VR 眼镜视场角是什么鬼?

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发表于 2016-5-11 10:29:40
虚拟现实太火,各种眼镜盒子、一体机以及头显如火山爆发般汹涌而出。面对如此多的虚拟现实眼镜,如何评价各款 VR 眼镜的好坏,人们急切需要一套有说服力的指标。于是,分辨率、刷新率以及重量等便派上了用场。当然,还有另外一个非常重要的指标,即本篇的主角——视场角。
什么是视场角?
视场角,英文 Field of View,简称 FOV。在显示系统中,视场角就是显示器边缘与观察点 (眼睛) 连线的夹角。如下图所示,AOB 角就是水平视场角,BOC 就是垂直视场角。而 VR 头显的视场角通常指水平视场角。
人类视觉是由两部分视场组成的。单目 FOV 指的是单眼的视场,以及双目 FOV。正常来说,人们两只眼睛的总视场(即双目 FOV)有近 200 度,中间部分大概有 120 度是双眼视觉区域,两侧各 40 度是单眼视觉区域。
双眼视物时,同一被视物体在两眼视网膜上的像并不完全相同,左眼从左方看到物体的左侧面较多,而右眼则从右方看到物体的右侧面较多。来自两眼的图像信息经过视觉高级中枢处理后,形成的视差可以辅助产生精细的深度知觉,进而产生立体视觉 。
VR 视场角越大越好?
这是当然。视场越宽,越有助于产生沉浸感和临场感。不管是真实世界,还是虚拟头显,大多数行动都发生在立体双目视场中。
举个例子,同一幅画面,画面中有 ABCDE 五个人从左向右面向观众并排站立,假设这五个人正处于一个静止不动的场景,如果你佩戴的是 120 度视场角的头显,ABCDE 五个人在你眼前的显示屏上可同框出现,而此时你换成 90 度视场角的头显观看同一幅画面,则只有三个人可以同框出现,比如你向正前方看就只能看到站在正中间的 BCD 三个人,你想要看人物 A,就需要将头部转向左侧,但这时你的显示屏上是 ABC,人物 D 已经由于视场角偏小而跑出了视线范围,同理你头部转向右侧观看 CDE 时,人物 A 和 B 就跑到左侧视野外了。大视场角则能满足你同时观看到多个细节,从而带来更加充足的沉浸感。
国外主流 VR 头显视场角一览
由上图可知,目前市场 VR 视场角最大为 StarVR 的 210 度,但更多的还是 100 度左右。
视场角能不能做得更大?
答案当然是能,为了得到更宽广的视场,你需要缩短与透镜间的距离,或增加透镜的大小。但这又将带来诸多其他弊端。
缩短与透镜间的距离,需要采用厚透镜,但透镜与眼睛的距离又可能太近。这里可能有 三大问题,一是成像于视网膜前,由于人的晶状体不是凹透镜,人根本看不清楚画面;二是即使还能看见,但放大倍率太高,屏幕的晶格感会更加严重;三是可能会造成眼睛或镜片的损伤。
当然可使用直径较大的透镜增加视场,但也会面临一些新的挑战。大透镜的中间也会比较厚,重量也会随之增加。这个问题可以通过菲涅尔透镜解决。但第二个问题是不管使用哪种类型的透镜,大透镜都会带来更多的光学像差。
当然,还有另外一个问题,那就是手机屏幕的限制由上图可知,对与固定尺寸的屏幕而言,并不是视场角越大越好,如果过大,则会看见屏幕边缘,而且会有画面显示不全的现象,沉浸感也便会大打折扣。
为此,有人以瞳距是 6.5cm 为标准,计算得出下表。
以上就是 VR 视场角不能做得更大的原因。但对个人而言,也没有必要非得最求更大的视场角,适合自己的手机才是关键。

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