VR透鏡的原理 VR透鏡是什么

VR透鏡在VR沉浸感的體驗(yàn)中也占了很大一塊，那么VR透鏡的原理是什么呢？

VR透鏡的原理

首先，先閑聊一下VR眼鏡的結(jié)構(gòu)：透鏡+屏幕。

如果屏幕是直接嵌入在頭盔的，并且不需要連接PC(此時(shí)頭盔必然裝有高性能的芯片+軟件系統(tǒng)來(lái)運(yùn)行VR內(nèi)容，比如游戲)，可稱(chēng)為VR一體機(jī)。比如大朋VR一體機(jī)。

如果屏幕直接嵌入頭盔，但是要連接PC，VR內(nèi)容(比如游戲)的運(yùn)行都在PC，可稱(chēng)為VR頭盔(分體機(jī))。

比如Oculus Rift, Microsoft Holo, HTC VIVE。

如果只有眼鏡，沒(méi)有屏幕，而是外接各種型號(hào)的手機(jī)作為屏幕，那可稱(chēng)為VR鏡架。比如三星Gear VR，暴風(fēng)魔鏡。

下圖是眼睛/屏幕/透鏡的關(guān)系圖, 由圖可知視場(chǎng)角是α*2。

透鏡其實(shí)就是放大鏡，為何要放大?因?yàn)槿擞忻饕暰嚯x，太近的東西看不清楚。一般大于25cm的距離才能看清楚。

想必你把手機(jī)直接放在你眼前5cm，你是看不清屏幕的東西吧。

有人就要問(wèn)了，那可以把手機(jī)放到25cm外呀?其實(shí)，那更不行了，25cm，意味著這個(gè)鏡架的長(zhǎng)度至少25cm了，這么大，戴到頭上如何受得了!

既然是放大鏡，那根據(jù)放大鏡原理，屏幕必須放在焦距以內(nèi)，才能放大。

放大以后，人眼看到的虛像位置，符合下面的公式：

根據(jù)公式，假設(shè)焦距f=7cm,物距(屏幕到透鏡中心距離)u=6cm, 那么虛像位置就是42cm。滿足人的明視距離大于25cm的要求。

現(xiàn)在VR設(shè)計(jì)，一般透鏡在眼前1-1.5cm處，屏幕距透鏡3-6cm，虛像成像在眼前25cm-50cm左右。

對(duì)于近視，像距需要變短，而物距(屏幕與透鏡距離)一般做好了就無(wú)法改變，所以可以增大焦距f，即通過(guò)換透鏡來(lái)改善。

此外，在設(shè)計(jì)VR時(shí)，在物距，焦距等幾個(gè)參數(shù)的調(diào)整中，基本都是幾毫米的微調(diào)。

需要權(quán)衡虛像距離過(guò)大(放大倍數(shù)大)而帶來(lái)的像素顆粒感問(wèn)題和虛像距離過(guò)近而帶來(lái)的不夠明視距離、視野較小等問(wèn)題。