VR头盔产品镜片评测-天博体育集团

本文摘要:虚拟现实设备自去年以来,仍然是消费电子领域受欢迎的产品,特别是在Oculus被facebook以低20亿美元收购后,完全所有的科技巨头都开始涉及虚拟现实领域,国内各种类型的虚拟现实眼镜(头盔)公司也像雨后竹笋一样转入人们的视野,这些公司除了少数独立的国家显示器外,大部分都以手机为媒体值得注意的是,国内已经有公司发售的不仅仅是独立的国家显示器,还有手机模块的VR头盔,也就是淘宝筹措的星云Nebula。

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虚拟现实设备自去年以来,仍然是消费电子领域受欢迎的产品,特别是在Oculus被facebook以低20亿美元收购后,完全所有的科技巨头都开始涉及虚拟现实领域,国内各种类型的虚拟现实眼镜(头盔)公司也像雨后竹笋一样转入人们的视野,这些公司除了少数独立的国家显示器外,大部分都以手机为媒体值得注意的是,国内已经有公司发售的不仅仅是独立的国家显示器,还有手机模块的VR头盔,也就是淘宝筹措的星云Nebula。当然,笔者之所以不关注星云Nebula,主要是因为使用了非球面双凸透镜和弯曲型透镜双镜的透镜组方案。现在VR头盔的价格差距相当大,从几美元的谷歌Cardboard到预计销售价格为350美元的Oculus消费者版本,他们的原理基本相同,最主要的部件包括屏幕、陀螺仪、光学镜头和塑料部件。其中对用户沉浸在感觉影响仅次于的部件是两对光学透镜。

在各种类型的智能硬件中,大多数部件都是电子部件,很少包括光学部件。更困难的是,评价其质量的指标不能用罕见的存储器大小、主频强弱、核数等直观的指标。看起来非常简单的两个圆形镜,想要超越理想的光学效果,也包括深度学问。

笔者体验过很多VR头盔,对这个领域感兴趣。此外,光学专业班级出身,工作中经常需要设计各种类型的光学系统,在研究了现在国内外罕见的VR头盔产品后,对VR头盔中最重要的部件镜头进行了非常简单的分析,得到了自己的意见,期待VR爱好者在产品中混合。

简而言之,虚拟现实头盔的两个镜头可以被视为两个完全相同的放大镜。如下图1光路剖面图的右图所示,人的眼睛位于左侧实线和光轴的焦点,中间是双凹镜头,右侧是屏幕。由于镜头有刀柄的光,人的眼睛看到了屏幕的最上面的x方向,给人的感觉是沿着虚线从更高的方向转移到人的眼睛,好像把屏幕缩放到了x的大小。虚拟现实头盔特别强调沉浸在感觉中,一方面不同的屏幕大小,另一方面,不同的屏幕有不同的能力。

因此,引进了视角(FOV)的概念,这也是很多VR制造商经常宣传的参数。FOV目前主要制造商主张的FOV统计资料显示,大部分制造商的FOV都在100°左右,但笔者指出这个参数没有什么实际价值。

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首先,与存储器和硬盘的大小不同,FOV没有具体的测量方法,制造商是否不能确认虚拟用户,其次,当人们仔细观察不在视野中心的目标时,不是斜视而是倾向于转身。提到百度一张人眼视角的示意图2,人眼水平仅次于视角,达到180度,单眼舒适度的视角约为60度,在这个方向上人眼视力最脆弱,达到这个范围的人本能地转身。

因此,我们不必太纠结这个参数的大小,而是应该更加注意60度中心区域的图像清晰度和实际应用于佩戴的感觉。一般来说,透镜尺寸越大,人眼就越难注意透镜的边缘,沉浸感越好,用户可以更直观地比较这个参数,现在大部分VR头盔透镜的尺寸在50mm左右。

清晰度作为VR界的基准,DK1初期镜头边缘图像的清晰度经常受到用户的谴责,这是因为光学设计中轴外像不好。为了正确测试DK1镜头光学设计的质量,本人多次委托浙江大学光学系的老师作为测量镜头光学质量的设备,通过功能(MTF)测量仪测量其光学质量,从分析结果来看,离中心区域不远,其光学质量大幅度提高。这只是我们用于质量一般的放大镜时发现的,边缘图像模糊的原因是受轴外像劣质的影响。

目前,大多数公司的处理方法是将透镜前后两面设计为非球面,如下图的右图所示,尽量减少轴外像的劣化,提高边缘图像的像质。目前,塑料透镜的压模技术已经成熟,可以压制光学质量非常低的塑料透镜,因此DK2等使用双面非球面设计,用户可以关注VR头盔的透镜使用非球面设计,清晰度不远高于非球面。

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另外,即使再次进行优秀的设计,所有的指标也不能同时超过计划,必须对场合进行一定的权衡、无数次的实验、与软件设计者合作。往往设计者必须有非常丰富的经验。优秀的VR头盔镜头往往与用户体验的优劣有关。笔者指出,目前销售的所有VR头盔的透镜都是单镜头,但仅限于优化的参数过少,透镜的光学质量难以提高,色散畸变等劣质透镜完全不可避免。

因此,透镜组的方案是未来VR头盔中透镜的发展趋势,不仅可以大幅度提高光学质量,还可以构筑左右透镜分别调节屈光度,使左右眼白内障度数不同的人体验虚拟现实的真实感。最近,微软公司的研究越是Oculus设计了新的透镜,使用了4张2组的构造,可以大幅度提高图像的清晰度,避免色散和畸形,如下图所示。当然,由于镜头数量的激增,设计的可玩性不会更大。

微软公司的设计方案之一是减少了FOV,但这并不一定。通过更好的设计方案,FOV可以减少。另外,多镜头的成本似乎不低于单镜头,微软公司的镜头价格达到200美元,DK2总价格只有350美元,笔者相信随着光学设计方案的成熟期,价格有相当大的上涨馀地。

此外,可以意识到多组镜片的安装公差不会更严格,如同轴度、变焦槽精度等。,这将拒绝具有更高精度的模具和更精细的安装步骤,成本投入更好的设计时间和经费。但是,这一切为了提高用户体验,一定是VR头盔透镜的发展方向之一。这篇文章意味着对虚拟现实头盔中的镜头进行了非常简单的分析,影响虚拟现实产品给用户带来良好体验的技术因素包括屏幕分辨率、跟踪算法、佩戴舒适度和内容承载等。

看起来非常简单的产品只包括极高的文化基础,这也是Oculus沉默了两年才发布消费版的原因。目前,国内VR头盔类产品处于爆炸性发展阶段,后手机时代有着非常低的希望,这个方向肯定是未来消费类互联网智能硬件的领导者。但是,从技术的角度来看,国内VR产品的问题也很多,例如产品的接近度高,质量也有偏差。

可以意识到,随着Oculus消费版的上市,许多技术水平低的公司肯定不会离开,留给少数确实有研发能力和VR内容积累的公司。从用户的角度来看,笔者指出,现在的各种VR产品应该合理看待,实际参加体验很多,但是很难通过非常简单的文字说明来体验虚拟现实。原始文章允许禁止发布。下一篇文章发表了注意事项。

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