2016年的Oculus Connect 3大會(huì)上，時(shí)任Oculus公司首席科學(xué)家的Michael Abrash進(jìn)行了一次有關(guān)VR未來的深刻演講。
在演講中，Abrash動(dòng)情地說：“感謝我們所有的努力，未來五年VR將實(shí)現(xiàn)跨越性的發(fā)展......”至于有多“跨越”，按照Abrash的預(yù)測，“五年內(nèi)，單眼分辨率將達(dá)到4k，140°的視場角(FOV)將使VR更具沉浸感和真實(shí)性......”
可Abrash的一番雄心壯志，五年后畫面像素密度將是當(dāng)時(shí)的八倍，視場角(FOV)則能夠達(dá)到當(dāng)時(shí)的三倍，并且具有可調(diào)節(jié)的焦距，卻遺憾沒能如愿。
以2022年10月最新推出的Meta Quest Pro為例，其FOV僅達(dá)到106°H*96°V，距離Abrash的預(yù)測還很遙遠(yuǎn)。不僅如此，其他同類產(chǎn)品的FOV及其他視覺、光學(xué)參數(shù)，大多都沒能達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。
而2022年末橫空出世的大朋VR E4，則以116° FOV和夏普5.46英寸Fast-LCD屏幕帶來的4K分辨率，成為了眾多追夢者之中，最接近Abrash預(yù)測的那位。
視場角——“虛幻之眼”
想要理解大朋E4優(yōu)于PICO4、Meta Quest2等同類競品的116°視場角的含金量，就要先搞明白所謂“視場角(FOV)”的原理以及對視覺體驗(yàn)的影響究竟幾何。
視場角全稱Field of View，在VR顯示系統(tǒng)當(dāng)中，一般用于表示顯示器邊緣與觀察點(diǎn)，即使用者眼睛連線的夾角。這一角度將極大影響使用者的可視范圍。舉例來說，如果VR頭顯影像中迎面走來了五個(gè)人(并肩而立)，90°視場角或許只能看見三個(gè)人，而116°視場角卻能看見五個(gè)人。
由此不難理解，足夠?qū)拸V的視場角能夠帶來更逼真、舒適的視覺體驗(yàn)。當(dāng)然，如果視場角過大，也會(huì)造成視線死角。所以，優(yōu)秀的VR頭顯設(shè)計(jì)，講究以最合適的視場角，將視線邊緣無限貼近屏幕邊框，貼合人眼可視角度，以達(dá)成最佳視覺體驗(yàn)，提升沉浸感。
大朋E4的116° FOV，便是基于這一原理而設(shè)計(jì)。
E4光學(xué)設(shè)計(jì)的智慧革新
為什么選擇116°?
正如前文所述，真正優(yōu)秀的VR視覺體驗(yàn)需要做到“合適”，而非無限制擴(kuò)大視場角。通過不斷調(diào)試、測試，大朋E4最終將視場角控制在116°，一方面遠(yuǎn)勝市場中菲涅爾透鏡VR產(chǎn)品常見的90°-95°視場角，實(shí)現(xiàn)足夠?qū)拸V的可視范圍。
另一方面，人眼自身的FOV大概在120°左右，VR產(chǎn)品的視場角越接近該角度，越能夠帶來較好的沉浸感體驗(yàn)。大朋E4 116°的FOV，不僅能與人眼FOV更貼合，帶來寬闊無黑邊的逼真視覺效果，也能有效降低視疲勞，為用戶營造更加舒適的游玩體驗(yàn)。
當(dāng)然，“視場角”只是VR頭顯整體光學(xué)設(shè)計(jì)中的重要組成部分之一，在完成“視場角”的設(shè)計(jì)優(yōu)化之余，大朋E4同樣也沒有忘記對其他光學(xué)設(shè)計(jì)部分的嚴(yán)格要求。
在VR產(chǎn)品中，Eyebox，即眼盒，也是一個(gè)重要的衡量光學(xué)設(shè)計(jì)水平的參數(shù)。它是指人眼與光學(xué)模組中心對齊時(shí)能夠看到最清晰的圖像的人眼活動(dòng)范圍。戴上VR眼鏡后，當(dāng)人眼向鏡片邊緣移動(dòng)，成像質(zhì)量也會(huì)緩慢下降，直至圖像質(zhì)量下降至無法接受，此時(shí)便抵達(dá)了Eyebox邊界。
由此可見，Eyebox反應(yīng)了用戶眼睛能夠相對于光學(xué)系統(tǒng)有多大的偏移，大Eyebox對不同瞳距的用戶有很好的兼容性，在實(shí)際使用過程，為用戶提供穩(wěn)定、清晰的視野。
為實(shí)現(xiàn)頭盔對用戶視線偏移較大的包容，大朋E4研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化、測試，將所采用的菲涅爾鏡片Lens口徑控制在了50mm以內(nèi)，成功將大朋E4的Eyebox提升至14mm，保證了產(chǎn)品使用時(shí)畫面的清晰度與穩(wěn)定性。
與此同時(shí)，針對VR鏡片的畸變，大朋VR研發(fā)團(tuán)隊(duì)也有巧妙的應(yīng)對。
畸變是非理想光學(xué)系統(tǒng)的像差之一，即實(shí)際像與理想像存在偏差，主要分為枕形畸變和桶形畸變兩種。對VR鏡片而言，視場角較大，畸變也會(huì)越大(如下圖所示)，尤其是邊緣視場的畸變。圖像畸變會(huì)導(dǎo)致用戶在實(shí)際使用中眼睛疲勞，大大影響觀看體驗(yàn)。
大朋E4通過擴(kuò)大鏡片F(xiàn)OV來提供更加沉浸的虛擬環(huán)境，勢必也會(huì)帶來一定的圖像畸變。這時(shí)就需要軟件算法的優(yōu)化，通過反畸變處理，來校正用戶的實(shí)際視覺體驗(yàn)。
如上圖所示，反畸變處理過程也叫作預(yù)畸變處理，即根據(jù)鏡片的畸變參數(shù)，將標(biāo)準(zhǔn)圖像預(yù)處理成與枕形畸變相反的桶形畸變，經(jīng)過鏡片成像后，桶形畸變抵消了鏡片的枕形畸變，從而使得用戶看到無畸變圖像。
經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，大朋E4的反畸變算法成功消除了大FOV帶來的負(fù)面影響，用戶在實(shí)際使用時(shí)看到的圖像，幾乎無法感受到畸變存在。即使擁有高于同類產(chǎn)品的116° FOV，也依然能做到真正的全域清晰。
菲涅爾與Pancake的 PK？
最后，探討下VR圈長期爭論不休的一個(gè)議題：今年賺足風(fēng)頭的Pancake光學(xué)方案，真的優(yōu)于菲涅爾?
VR圈有句話是這么說的：菲涅爾光學(xué)方案出了問題，是新聞;而Pancake光學(xué)方案不出問題，大家都說好，那才是新聞。雖是一句玩笑話，但也從側(cè)面說明了傳統(tǒng)的菲涅爾光學(xué)方案的成熟度與穩(wěn)定性，要大大優(yōu)于Pancake光學(xué)方案。
從實(shí)際視覺體驗(yàn)上來說，如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，遵循傳統(tǒng)的菲涅爾方案同樣可以超越高新技術(shù)Pancake。雖然大朋E4本次沒有采用Pancake方案，但在各種光學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)際視覺表現(xiàn)上，要遠(yuǎn)優(yōu)于目前市面上采用Pancake方案的同類產(chǎn)品。
與此同時(shí)，大朋E4還是菲涅爾方案VR產(chǎn)品中體驗(yàn)最輕便的。大朋E4采用大量鎂合金結(jié)構(gòu)件，將頭顯主體重量減輕至285g，極大優(yōu)化了佩戴體驗(yàn)，輕便程度甚至可以與Pancake產(chǎn)品比擬。配合可調(diào)節(jié)的亮度和120Hz高刷新率，大朋E4還最大限度地實(shí)現(xiàn)了優(yōu)秀視覺體驗(yàn)與視力保護(hù)全方位的平衡，也是大朋七年來始終堅(jiān)守的產(chǎn)品人性化內(nèi)核的最佳體現(xiàn)。
未來，大朋VR將繼續(xù)積極探索解決行業(yè)所面臨的各種技術(shù)掣肘，例如Pancake方案目前依然存在的光效衰變、鬼影等問題，并將最新研究成果應(yīng)用于今后的VR新品中。
新的征程已經(jīng)開啟，大朋VR初心不變，希望能為更多熱愛VR、熱愛游戲的用戶帶來更優(yōu)質(zhì)的虛擬交互體驗(yàn)。
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