VR头盔产品镜片评测新时代

虚拟现实设备自从去年至今，一直是消费电子领域炙手可热的产品，特别是在被Facebook以高大20亿美金收购后，几乎所有科技巨头均开始涉及领域，国内各类型的VR眼镜（头盔）公司也如雨后春笋般的进入人们视野中，这些公司中除了少数有独立显示屏外，绝大部分都以作为媒介，这可以更进一步降低价格，从而推动VR产品快速进入市场。值得一提的是，国内已经有公司推出了不仅带有独立显示屏，还带模组的VR头盔，即正在淘宝众筹的星云Nebula。当然，笔者之所以会关注到星云Nebula，主要还是因为其采用了非球面双凸型透镜及弯月型透镜双镜片的镜片组方案。

目前VR头盔的价格差距很大，从只要几美元的谷歌Cardboard，到预计售价 50美元的Oculus消费者版本，但他们的原理基本相同，最主要的部件都包括屏幕，陀螺检修时间结束待定仪，光学镜片以及一些塑料部件。其中对用户沉浸感影响最大的部件是两对光学镜片。在各类型的智能硬件中，大部分元件都是电子元器件，很少包含光学元件。较为困难的是，评价其质量的指标不能用常见的内存大小，主频高低，内核的数量等很直观的指标来衡量。看似简单的两个圆形镜片想要达到理想的成像效果，也包含深奥的学问。

笔者曾体验过多款VR头盔，对该领域较为有兴趣，加之是光学专业科班出身，工作中经常需要设计各类型的光学系统，在研究综合目前国内外常见的几款VR头盔产品后，对VR头盔中的重要元件镜片做简单分析，并给出自己的一些见解，希望对VR爱好者在产品时能有所借鉴。

简单来说，VR头盔的两个镜片可以看成两个完全相同的放大镜，如下图1光路剖面图所示，人眼处于左侧实线与光轴的焦点处，中间的为双凸镜片，右侧为屏幕，由于镜片有弯折光线的作用，人眼看到屏幕最上方x位置，而给人的感觉是沿着虚线从更高的位置进入人眼的，仿佛把屏幕放大到了x 的那么大，VR头盔强调的沉浸感，一方面取决于屏幕的大小，另一方面取决于镜片弯折光线的能力。因此，就引出了可视角（FOV）的概念，这也是广大VR厂商经常宣传的一个参数。

FOV

目前主要厂商宣称的FOV统计如下：

可以看出，大部分厂商的FOV都在100 左右，但笔者认为这个参数并没有非常大的实际价值。首先，不像内存或硬盘的大小，FOV没有一个可以明确测量的方法，厂商是否并与参赛获奖的开发者们面对面交流会虚标用户无法确定；第二，人在观察不处于视野中心的目标时，更倾向于转头，而不是斜眼看。引用百度一张人眼视角的示意图2可见，人眼水平最大视角甚至可以超过180度，而单眼舒适视角只有大约60度，在这个方位内人眼视力最敏感，超过了这个范围人会本能的转头。所以大家不必太纠结于该参数的大小，而更应该关注60度中心区域内的图像的清晰程度，以及实际使用佩戴的感受。一般来说，镜片尺寸越大，人眼会越不容易注意到透镜边缘，沉浸感更好，用户可以较为直观的比较该参数，目前绝大多数VR头盔镜片的尺寸都在50mm左右。