深度:超高分游戏“半条命”引爆VR复苏！2000亿市场等着被瓜分【附下载】| 智东西内参( 三 )
视角场（FOV）是头显设备显示效果的另一核心指标 ， 影响用户沉浸程度 。 视场角在 VR 中代表了人眼所能看到的范围 。 人类视觉是由两部分视场组成的：单目 FOV 以及双目 FOV 。 单目 FOV 指的是单眼的视场 。 正常来说 ， 单眼视场的水平角度介于 170°-175°之间 。 双目视场是两个单目视场的组合 。 组合时 ， 可视角度通常为200°-220° 。 两个单目视场重叠立体部分即为双目视场 ， 约 114° ， 在这个视角内我们可以看到 3D 物体 。 不管在虚拟世界还是现实世界 ， 人类对虚拟景象的获取都是通过立体双目视场来进行的 ， 更大的视场角能够满足用户观看到更多细节 ， 产生更加深度的沉浸感 。
提高 FOV 的思路主要有缩短人眼与透镜之间的距离和采取直径较大的透镜两个方向 。 缩短与透镜间的距离 ， 由于透镜与眼睛的距离过近 ， 会导致放大倍率过高 ， 屏幕的纱窗效应严重 。 而采取直径较大的透镜增加视场的方案 ， 也会引发问题的出现 。 大透镜的中间比较厚 ， 导致镜片重量随之增加 ， 虽然重量问题可以通过普通菲涅尔透镜解决 ， 但更大直径的透镜镜片 ， 会带来光伪影等像差的问题 。
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▲人类日常的 FOV
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▲厚透镜、近距离增大 FOV 原理
Oculus 用混合型菲涅尔透镜提高 FOV、减轻透镜重量的同时降低了光学伪影 ， 菲涅尔透镜将成为解决 FOV提高问题的关键技术手段 。 普通菲涅尔透镜非常适合减轻大透镜的重量 。 它们能够提供大光圈和短焦距 ， 为透镜带来与传统透镜设计相当的功率 ， 重量可以更轻 。 但对于传统的菲涅尔透镜而言 ， 与菲涅尔结构相关的衍射和其他伪影限制了它们在成像应用中的使用 。 Oculus 研发了新的混合型菲涅尔透镜在增大透镜 ， 提高 FOV 的同时并没有增加太厚的重量 ， 并降低了光学伪影 。 该技术已用于 Oculus Rift 产品 。 菲涅尔透镜的技术水平会随着研发投入不断提升 ， Wearality 正研发原来四分之一厚度、更轻薄、FOV150°的菲涅尔透镜 。
可变焦技术将成为 VR 头显下一阶段的发展方向 。 辐辏调节冲突是引起晕眩感的一大因素 ， 它是由于双目视差在产生 3D 效果的同时 ， 双目辐辏调节与视觉屈光不匹配 ， 头显难以如实反映类似真实世界中观看远近物体时焦距与福辏的对应变化而产生 ， 针对这一问题 Oculus 研发出可变焦技术原型机 Half Demo ， 该原型机通过机械装臵前后移动屏幕改变物距及光学系统焦平面位臵 ， 使人眼在 VR 中观察效果与现实中观察效果一致 ， 解决了辐辏调节冲突问题从而减轻了晕眩感 。 这项能有效提高用户体验的方案将是下一阶段的发展方向 。
VR 游戏的沉浸感需要 VR 设备有准确的感知交互能力相配合 。 用户在 VR 环境中移动时处理器需要迅速进行复杂的运算 ， 将精确的动态运动特征传回 ， 从而产生强大的临场感、真实感 。 但要实现该类应用 ， 首先要让设备感知使用者在虚拟空间中所处的位臵 ， 包括距离和角度等 。 同时手部动作的准确把握在 VR 游戏体验中有重大意义 ， 通过抓取手部动作 ， 可以增强用户在游戏中的互动体验 。
VR 设备已完成身体动作感知交互 3DOF 向 6DOF 的升级 。 所谓 6DOF 就是指物体可以在 X/Y/Z 轴进行位移和转动 ， 3 轴位移加上 3 轴转动 ， 合起来就是 6 自由度移动 ， 6DOF 基本上代表了三维空间里物品的全部移动方向 。 在 VR 产品中 ， 与 6DOF 对应的还有 3DOF ， 也就是指产品只能 3 轴转动 ， 而不能 3 轴位移 。 简单来说6DOF VR 头显设备代表了其不仅能感知使用者头部的上下左右旋转 ， 并反应到显示器中画面的变化 ， 其同时能感知人身体在空间中的移动 ， 这对于 VR 游戏的应用有较大意义 。 目前主流 VR 头显在用户身体动作识别方面都已经做到了 6DOF 。
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