當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)到達(dá)黃金期時(shí)，有些元素需要恰當(dāng)配置。做得好的話，開(kāi)發(fā)者可以傳遞所謂的臨場(chǎng)感。也就是，讓用戶產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，并讓大腦相信這一切。

這些要素包括但不限于寬視場(chǎng)、高幀率、高屏幕刷新率、高分辨率、高像素密度和低視覺(jué)暫留。本文j將著重介紹視場(chǎng)。

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。視場(chǎng)越寬，用戶越容易產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)。人類(lèi)視覺(jué)是由兩部分視場(chǎng)組成的。

單目FOV指的是單眼的視場(chǎng)。正常來(lái)說(shuō)，單眼視場(chǎng)的水平角度即為鼻子與瞳孔間的角度，介于170°-175°之間。鼻子視場(chǎng)通常是60°-65°，鼻子越大，視場(chǎng)角越小。瞳孔與頭部所形成的顳骨視場(chǎng)更寬，通常介于100°-110°之間。

有趣的是，不同視場(chǎng)的可視顏色不一。

對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，雙目視場(chǎng)是兩個(gè)單目視場(chǎng)的組合。組合時(shí)，可視角度通常為200°-220°。兩個(gè)單目視場(chǎng)重疊立體部分即為雙目視場(chǎng)，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。不管是真實(shí)世界，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。

深度感知工作原理

大腦可通過(guò)三種巧妙的方式感知周?chē)纳疃?。得知物體的實(shí)際大小，就能根據(jù)眼睛所見(jiàn)的物體大小，推測(cè)物體的距離。例如，近處的小汽車(chē)會(huì)比遠(yuǎn)處的停車(chē)場(chǎng)的小汽車(chē)看起來(lái)要大。另外，近處的物體會(huì)比遠(yuǎn)處的更快進(jìn)入視網(wǎng)膜。

如果你朝車(chē)窗外看的話，遠(yuǎn)處的樹(shù)木幾乎是靜止不動(dòng)的，但如果你眨下眼的話，很可能就會(huì)錯(cuò)過(guò)看不到路標(biāo)。最后，眼睛的間距約為64mm, 將不同的物體輸入大腦，組合成一個(gè)3D的圖像。圖像的差異越大，效果越明顯。所以近處的物體看起來(lái)深度感立體感更明顯，而遠(yuǎn)處的物體更為平面。

虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯制造商要考慮的視場(chǎng)問(wèn)題

談到虛擬現(xiàn)實(shí)視場(chǎng)，限制因素是透鏡，而非瞳孔。為了得到更寬廣的視場(chǎng)，你需要縮短與透鏡間的距離，或增加透鏡的大小。

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。

虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯制造商需要考慮以下這些問(wèn)題。

使用較輕薄的透鏡，透鏡與顯示屏間的距離就會(huì)增大，頭顯的大小也隨之增大。

使用更厚的透鏡（放大物體的焦距更短），會(huì)縮短與顯示屏間的距離。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。因?yàn)榉糯笤鰪?qiáng)，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)）。

另一個(gè)選擇就是固定頭顯大小，增加透鏡與眼睛的間距。但視場(chǎng)會(huì)隨之縮小，這就是目前小型頭顯的通病。采用厚透鏡，但透鏡與眼睛的距離又太近。

當(dāng)然可使用直徑較大的透鏡增加視場(chǎng)，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，重量也會(huì)隨之增加。這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)菲涅爾透鏡解決。但第二個(gè)問(wèn)題是不管使用哪種類(lèi)型的透鏡，大透鏡都會(huì)帶來(lái)更多的光學(xué)像差。

制作頭顯時(shí)，需要考慮以上所有的因素。寬視場(chǎng)，但確保頭顯不會(huì)太大太重，同時(shí)保持最佳的體驗(yàn)。

Oculus、HTC、星風(fēng)和Wearality所采取的解決方案

虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯游戲領(lǐng)導(dǎo)者Oculus在開(kāi)發(fā)者裝備上采用了標(biāo)準(zhǔn)透鏡，視場(chǎng)角可達(dá)90°，但當(dāng)注視點(diǎn)遠(yuǎn)離中心時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大量的圖像變形。最新的消費(fèi)者版Rift采用的是菲涅爾透鏡。

所以制造商投入大量的時(shí)間、財(cái)力定制混合菲涅爾透鏡，這對(duì)早期尚未進(jìn)入消費(fèi)者市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)者裝備來(lái)說(shuō)不失為一個(gè)解決方案。但也不是說(shuō)這些透鏡可以最大化增大視場(chǎng)，增大幅度在10 到 20°。它們可以增強(qiáng)圖像的清晰度，減輕頭顯的重量。同時(shí)還添加了機(jī)械瞳孔調(diào)節(jié)器，不管雙眼間距，用戶都能看到最清晰的圖像。

HTC在開(kāi)發(fā)者套裝和升級(jí)版Pre開(kāi)發(fā)者套裝上，他們都采用了菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡一面是有螺紋的，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(kāi)發(fā)者裝備中，光暈被稱(chēng)為Mura，感覺(jué)像是圖像上覆蓋著一層超薄亞麻黑色材料。但在新的Pre開(kāi)發(fā)者裝備上，也會(huì)出現(xiàn)，HTC添加了Mura修正，銳化圖像。

Wearality公司尚未進(jìn)入PC頭顯游戲市場(chǎng)（至少目前還沒(méi)有），帶來(lái)了突破性的透鏡技術(shù)，并置入可兼容的移動(dòng)端手機(jī)，在kickstarter上進(jìn)行眾籌。他們帶來(lái)了彎曲的菲涅爾透鏡，視場(chǎng)可增加到150°。據(jù)說(shuō)，效果還不穩(wěn)定，但總的來(lái)說(shuō)還是不錯(cuò)。

最后是星風(fēng)工作室。游戲制作公司星風(fēng)工作室收購(gòu)了Infiniteye公司，虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯配備了兩個(gè)顯示屏而非一個(gè)。顯示屏采用了橫向模式，在中央傾斜，置于用戶頭部的一旁。一些高定透鏡可帶來(lái)更大的視場(chǎng)。也正因此，星風(fēng)工作室?guī)?lái)了最真實(shí)的視場(chǎng)，但也需要付出一定的代價(jià)。屏幕空間越大，渲染功能要更強(qiáng)大。

Oculus和HTC都需要配備高級(jí)電腦去運(yùn)行頭顯。按理說(shuō)，要達(dá)到星風(fēng)頭顯的質(zhì)量，電腦的功能要更強(qiáng)大。但星風(fēng)頭顯的推出時(shí)間尚未公布，但顯然它們已經(jīng)準(zhǔn)備進(jìn)入市場(chǎng)了。

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