超短焦光學(xué)會(huì)成為未來VR的主流趨勢(shì)嗎

（文章來源：青亭網(wǎng)）

華為剛剛發(fā)布了最新款VR Glass，其最受矚目的還是超短焦光學(xué)方案，大廠一出手，自然獲得了較高的關(guān)注。著眼當(dāng)下，VR還存在太多不足，光學(xué)顯示、重量、便攜性應(yīng)該是排在前幾位且最能影響VR普及過程的幾大因素。同時(shí)，這幾個(gè)因素也存在相互聯(lián)系，例如當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)足夠小巧時(shí)，機(jī)身體積和重量也容易控制。因此，今天我們就來從光學(xué)方面分析一下超短焦VR光學(xué)方案。

但接下來發(fā)現(xiàn)，影響VR觀感的因素太多，其中透鏡在色彩、畸變等多方面的問題比較嚴(yán)重。也即是說，VR光學(xué)方面依然還有極高的進(jìn)步空間，無論是屏幕還是透鏡。而在HTC Vive和Oculus Rift正式版頭顯都采用了菲涅爾類型透鏡，目的在于降低透鏡厚度，目前主流的VR頭顯幾乎也都采用這類透鏡或其它輕薄型的透鏡。

現(xiàn)階段，VR設(shè)備依然談不上普及，因此更多的廠商開始尋求更多樣化設(shè)計(jì)的VR。小巧、便攜、顯示清晰等則成了各個(gè)硬件廠商們的新目標(biāo)。為此近些年開始更多頭戴光影類產(chǎn)品，其中有的專屬觀影設(shè)備；有的則是VR頭顯，強(qiáng)調(diào)觀影屬性。目前從單屏幕＋透鏡的模式已經(jīng)衍生出：短焦型（如：3Glasses X1、華為VR Glass）、雙目組合型（如：Varjo）、物理變焦型（Oculus Half Dome 1/2/3）、大視野類（如小派8K）等。

當(dāng)然，本文討論的是短焦型產(chǎn)品，因此接下來我們將目光聚焦在此類產(chǎn)品上。以短焦型產(chǎn)品為例，2017年國內(nèi)VR廠商蟻視曾宣稱即將推出一款“復(fù)眼光學(xué)類”VR產(chǎn)品，特點(diǎn)就是小巧、輕便，光學(xué)原理就是超短焦方案，可惜最終產(chǎn)品未曾面世。今年3Glasses X1，華為VR Glass兩款產(chǎn)品都采用超短焦技術(shù)方案。

從外觀和形態(tài)來看，采用超短焦技術(shù)的VR頭顯體積都及其小巧，由于短焦光學(xué)的原理，因此整個(gè)透鏡模組和此前VR產(chǎn)品的體積和厚度都大幅降低，這一點(diǎn)帶來的改變還是非常大的。以3Glasses X1為例，該機(jī)采用分體式方案，計(jì)算模塊為頸掛方案，支持連接其它Type C設(shè)備（需支持DP-Out），其宣稱頭顯部分的重量在150g以內(nèi)，宣稱厚度為23.5mm。

光學(xué)方面，3Glasses X1是與京東方合作研發(fā)，并且宣稱向業(yè)界開放提供此光學(xué)模組。具體細(xì)節(jié)上，其視場(chǎng)角達(dá)到88.6度，并且支持0-600度屈光調(diào)節(jié)，結(jié)合自身的2.1英寸1200×1200分辨率（單眼）的LCD屏幕，觀感還算不錯(cuò)。華為VR Glass頭顯部分重166g，視場(chǎng)角參數(shù)暫時(shí)未知（猜測(cè)處于同一水準(zhǔn)），華為在發(fā)布會(huì)上表示：VR Glass厚度僅26.6mm，比“傳統(tǒng)”VR更輕薄，結(jié)合折疊式的鏡腿，讓整體便攜性大幅提升高。

Vality VR同樣于今年亮相超短焦VR原型機(jī)，頭顯原型機(jī)的重量約200g，F(xiàn)OV約80度。宣稱最終版重量可控制在150g以下，F(xiàn)OV提高到85度。與上述兩款采用LCD屏幕不同的是，Vality VR采用了OLED顯示屏，分辨率也高達(dá)單眼2K級(jí)別，PPD達(dá)60，號(hào)稱接近“人眼級(jí)別級(jí)顯示效果”，可以看清VR中的字體。未來還計(jì)劃加入Inside-Out定位追蹤能力。當(dāng)然，Vality VR定位于企業(yè)級(jí)VR頭顯，預(yù)計(jì)售價(jià)約1000美元。

據(jù)悉，其中關(guān)鍵技術(shù)在于液晶屏由薄薄的雙面光學(xué)元件打造，基于偏振透鏡和可切換半波片。通過在不同深度的液晶屏之間進(jìn)行畫面切換，實(shí)現(xiàn)平滑的變焦顯示。每增加一對(duì)透鏡，焦平面數(shù)量會(huì)增加一倍，上圖為64個(gè)焦平面的顯示效果。

當(dāng)然，Half Dome 3也屬于短焦光學(xué)范疇，只不過和其它產(chǎn)品比，Half Dome 3厲害之處在于具有超短焦光學(xué)優(yōu)勢(shì)的情況下，還能帶來出色的變焦顯示能力。Oculus自稱：這套光學(xué)方案定義了VR人體工學(xué)的最新技術(shù)水平。毫無疑問，超短焦目前已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)，因?yàn)槲磥鞻R肯定會(huì)朝著小型化、輕便化的方向去發(fā)展。

至于超短焦光學(xué)方案的誕生，京東方VR&AR戰(zhàn)略部鄒斌向青亭網(wǎng)表示：“超短焦光學(xué)方案對(duì)于VR設(shè)備小型化是很難繞開的一個(gè)門檻，對(duì)于改善佩戴體驗(yàn)有很重要的意義，未來會(huì)成為VR領(lǐng)域重要的發(fā)展方向之一。”雖然說超短焦能夠帶來更小巧、輕便的機(jī)身，對(duì)于VR小型化有很大幫助，但是它的缺點(diǎn)也是顯而易見的，例如：FOV目前普遍偏小，LCD材質(zhì)的小尺寸高分屏太少。

當(dāng)下業(yè)界非常關(guān)注的Oculus在下一代PC VR方面的動(dòng)作，本屆OC6已經(jīng)能夠看出一些端倪，例如：即將在Quest上推出的手勢(shì)識(shí)別、Half Dome 3中的光學(xué)方案，以及FRL研究院的眼球追蹤，虛擬頭像素和虛擬化身等，似乎將會(huì)成為下代Rift的幾大亮點(diǎn)。目前來看，無論是VR一體機(jī)還是PC VR，小型化的趨勢(shì)已經(jīng)不可阻擋，能否成為主流雖然難肯定，但很可能會(huì)催生一個(gè)獨(dú)特類別的產(chǎn)品，這類產(chǎn)品就是以便攜為主要賣點(diǎn)。