那么我们从一款好VR应该具备的要素来解析华为VR带给国人那些!
一切从视场角说起
既然视场角是VR眼镜最直观的指标,那么我们还是从视场角说起。
水平视场角
对角线视场角
VR视场角
VR眼镜的成像原理
透镜是VR眼镜中必不可少的一个器件。为什么一定要透过透镜才能观看呢?因为人眼是有一个观看范围的。对于一个正常视力的人来说,能够看清的距离大约是从14cm到无穷远;而对于近视眼来说,这个范围则被拉近并且减小了。比如对于500度近视的人来说,他能看清的范围大约在8cm到20cm之间,我们把这两个点分别称为近点和远点,过近或过远都无法看清。
人眼的观看范围、近点和远点
因为这个原因,我们在使用VR眼镜的时候,也需要把屏幕放在这个有效的观看范围内才能正常观看。而通常VR眼镜中,屏幕距离我们眼镜的距离只有3-4厘米,远小于正常的近点距离,所以需要通过一片凸透镜折射光线,让屏幕上的图像形成一个更大更远的虚像。这个虚像在我们可以有效观看的范围之内。
VR成像原理
在VR眼镜中,放大的图像为用户提供了沉浸感,左右分屏显示存在视差的图像则带来了虚拟的3D感觉。人眼在观看物体时,左右眼看到的图像是不完全一样的,我们称之为视差。左右眼看到的带有视差的图像传给大脑,大脑就可以判断这个物体距离我们有多远。越近的物体视差就越明显。这一点我们通过单独用左眼或右眼观看就能发觉。如果物体在我们双眼都能看到的区域,我们可以准确地判断这个物体的距离;而如果我们只依靠单眼去看一个物体,这种距离感往往就没有那么准确。VR眼镜将左右屏幕分开,分别呈现含有视差的左右图像,简单来说就是距离我们不同距离的物体,在屏幕上具有不同的视差。这样在观看时,我们就有了虚拟的3D感觉。
VR中的左右眼视差
为什么视场角不是越大越好?
视场角是现在市场上VR厂家宣传的主要指标,而且基本都将更大的视场角作为自己产品的亮点,让消费者认为视场角是越大越好。但事实是否如此呢?
我们首先来看一下人眼的视场。下面的图片是人眼的视场感受。人的单眼舒适视场大约60度,图片中的B和C区域分别代表左右眼的舒适视场角。在这个范围内,人眼不动或微小转动就可以看到清楚的图像。
人眼视场
双眼视场重叠的区域,也就是此前说的能准确判断物体距离的区域,在人眼不转动的情况下也大约是60度,我们称之为双眼舒适立体视场。如果双眼转动的话,这个区域可以达到124度。而单只眼睛可以达到的极限视场大约是156度。
VR眼镜追求的极致目标是完全还原人眼的真实视角感受。所以从这个层面上来说,视场角确实是越接近人眼视场(单眼156度)越好。
但是不要忘了,视场角提高的同时也要求图像分辨率同步提升。我们在观看真实世界的时候,画面的细腻程度是无限的,而我们在使用VR眼镜的时候,大量的产品仍在使用FHD或2K分辨率的屏幕,远远无法到达我们眼睛所能达到的极限分辨率。
VR眼镜的原理和放大镜一样,当你把屏幕放大10倍、20倍时,所看到的实际分辨率也降低了10倍、20倍,随之而来的也就是目前市面上VR产品常常被人诟病的“颗粒感”、“纱窗效应”。一款VR眼镜如果想拥有大视场角,就需要增大镜片的放大倍数,但这时屏幕的“纱窗”也会被看的更清楚。
VR的“纱窗效应”
VR眼镜追求更大视场角的原因无非是想更贴近人眼的实际视场角,增加沉浸感。但是在现有屏幕分辨率的限制下,更大的视场角就意味着更严重的纱窗效应,反而会令沉浸感丧失。所以视场角并非越大越好,而是需要根据屏幕的分辨率进行设计,在视场角和实际分辨率之间做权衡。
华为在设计镜片时曾做过实际测试:当VR眼镜的视场角大于85-90度时,我们就会有比较明显的沉浸感;当视场角在90到120度之间时,人们实际感受到的视角差异并不明显;当视场角大于120度时,人们的视角感受又会有一个较明显的提升。所以通常视场角小于80度的VR只能作为一个简单的观影设备,而不能带来真正的沉浸式VR感受;少数自带屏幕的VR一体机能够做到大于120度的体验,但是价格相对高昂。由于人眼对90度到120度之间的感知相对不明显,我们认定90-100度是一个比较理想的移动VR视场角范围,可以较好的平衡视场角和实际分辨率。
下面的表格对比了几款VR的实际分辨率情况。
可见,当前市场上VR屏幕分辨率大致相同的情况下,视场角越大,实际观看的分辨率也会明显降低。华为VR综合考量视场角和分辨率的因素,选择了95度的镜片视场角。在这个角度下,可以在满足沉浸感体验的同时,把颗粒感控制在较低的水平,达成较好的平衡。搭配Mate9Pro手机,华为VR可以获得目前主流VR眼镜产品中最高的实际分辨率(PPD)。
适配屏幕的VR才是好VR
华为VR目前适配Mate9Pro,Mate9保时捷设计,P9Plus这三款这三款5.5寸机型。市面上很多VR产品常常宣传适配所有手机,号称从4.7”到6.3”的屏幕大小通吃。一个VR并不是能把各种型号的手机塞进去就可以号称完成适配的,这种“适配”完全不考虑屏幕的大小和镜片的观看范围,是纯粹的“耍流氓”。
从下面的几张图就能明显看出很多VR产品所谓适配的问题所在。
对于屏幕较小的手机,透过镜片已经能看到手机的边框,有的甚至能看到完整的手机,这种“适配”何谈沉浸感;另一方面,对于屏幕比较大的手机,镜片只能看到屏幕上一小部分区域,但是播放内容可是显示在整个屏幕上的哦,这种“适配”恐怕只有一种拿望远镜看电影的感觉。只有针对屏幕大小进行光学设计,镜片才能最大限度的利用屏幕上的显示区域,最大限度的减小颗粒感、提升视场角,同时又不会看到手机边框而“穿帮”。
目前市面上很多VR产品单纯追求宣传上的噱头,而号称支持所有屏幕。当然这类VR产品本身就有着“先天不足”,它们无法针对特定手机进行优化设计,只能选一些通用的光学镜片,完全没有针对性的适配和优化过程。
华为VR属于华为手机的“自家兄弟”,自然最清楚“兄弟”需要的是什么样的光学设计。因此,华为VR的镜片在最初设计时就根据屏幕尺寸进行了适配,并以此为基础进行后续设计。这样才保证了光学和屏幕形成了最佳搭配。
镜片清晰的VR才是好VR
目前市场上的很多VR产品选用35mm到40mm左右直径的镜片,很难覆盖到人眼转动所观看的范围,很容易就会看到镜片的边框,总有“管中窥豹”的感觉,自然看不痛快。
除了镜片口径小,这些VR眼镜的镜片通常中心一点点区域是清晰的,眼睛稍微转动到边上就是一片模糊,这种VR眼镜宣称的视场角再大也无济于事,能看的视场角恐怕只有四五十度,始终让人有一种模模糊糊的感觉。
还有些VR眼镜,当我们对准镜片正中心的时候倒是还算清晰,但是稍稍有一点偏差,画面就扭曲变形,甚至一片模糊,用这种VR眼镜的时候,永远都在挣扎着找到最清楚的那个位置,而往往左眼找到了,右眼的位置又偏了。
针对这些问题,华为VR特别选用了直径超过50mm的超大镜片,观看时不会再受到边框的干扰。同时华为VR的镜片在设计时对镜片清晰范围做了针对性的优化,特别考虑了镜片边缘的清晰度和对佩戴偏差的容忍程度,利用特殊的离焦设计,使整个镜片的清晰度和清晰范围有很大提高,并且提升了对佩戴偏差的容忍范围。简单来说就是清晰的画面范围更大,更符合人眼的观看效果,让我们看的更痛快。更大的镜片加更大的清晰范围,带来的体验提升也是加倍的。
华为VR针对视场角、屏幕适配、清晰度、清晰范围等多个业界痛点进行了独特的优化设计,并选用最好的日本进口光学级树脂,为您打造了一款沉浸感强,分辨率高,观看清晰舒适的VR镜片,给您带来极致、舒适的VR体验。