有幸拿到了Pico 3 企業(yè)版本和L同學(xué)的Oculus Quest 2，在體驗之余不妨寫一篇雜文來聊聊VR這個看著不新但是又很新的東西。

我想在具體的聊使用體驗這些東西之前，先來看看設(shè)備的參數(shù)，如果有可能的話還想寫一些原理的東西。

我覺得對于VR來說，我們想到的，最直觀的也就是鏡頭了，所以先寫鏡頭：

非球面透鏡可有效解決球差問題，在早期VR頭顯應(yīng)用較多

傳統(tǒng)透鏡在 VR 應(yīng)用以非球面透鏡為主，體積/重量較大，應(yīng)用逐漸減少。

透過菲涅爾透鏡形成更大視覺范圍，呈現(xiàn)出近似于 120° 的視角，接近于我們觀看世界的角度。瞳距有三檔可調(diào)，掰動其中一邊便可調(diào)節(jié)雙瞳距離。

“瞳孔距離簡稱瞳距,正常值范圍在58-64mm之間,本身是個人的遺傳和發(fā)育決定的。瞳孔距離指的是雙眼瞳孔正中心之間的長度,

百度百科

自己量下？

對于這個眼參數(shù)也需要這些參數(shù)

瞳距就是瞳孔的距離，正常人的雙眼注視同一物體，物體分別在兩眼視網(wǎng)膜處成像，并在大腦視中樞重疊起來，成為一個完整的、具有立體感的單一物體，這個功能叫雙眼單視。但是，嬰幼兒在雙眼單視形成過程中，很容易受外界因素影響，致使一眼注視目標(biāo)，另一眼偏斜而不能往同一目標(biāo)上看，于是就產(chǎn)生了斜視。醫(yī)學(xué)上將眼球注視物體時向內(nèi)側(cè)斜視，稱為內(nèi)斜，也就是人們俗稱的“斗雞眼”。

配戴眼鏡時需要測量瞳距，瞳距分為：遠(yuǎn)用瞳距，近用瞳距，常用瞳距。測定時，是按一定的距離測出這三種瞳距的。

虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡一般都是將內(nèi)容分屏，切成兩半，通過鏡片實(shí)現(xiàn)疊加成像。往往情況就像下圖一樣，眼鏡的瞳距和我們的眼睛不一樣。

最理想的瞳距應(yīng)該是這樣的，如下圖:

可以用透鏡覆蓋人眼瞳距范圍，然后使用軟件調(diào)節(jié)畫面中心和人眼對齊來保證3點(diǎn)一線：

這就是調(diào)節(jié)瞳距的基本原理

在不久的將來，眼動技術(shù)的使用，這個調(diào)節(jié)的過程是集成到眼鏡內(nèi)部的，就像pico4給出的電動調(diào)節(jié)一樣：

就是這樣

基于凸透鏡基本原理，如果想使其焦距變短，滿足近眼成像模組體積縮小的需求，主要有兩種路徑：

1）增加透鏡厚度：通過增加透鏡中央與邊緣厚度差，增強(qiáng)透鏡對光線的折射能力；

2）多組透鏡疊加：縮短整體透鏡模組焦距。

但是，無論采用哪種方式，短焦距與輕薄化的設(shè)計訴求在傳統(tǒng)透鏡上必然存在嚴(yán)重沖突。

菲涅爾透鏡本質(zhì)是扁平版凸透鏡，因體積較小且工藝成熟被目前市場上多數(shù) VR 頭顯采用。

光傳播的方向在介質(zhì)中不會改變（除非是散射光），而是在介質(zhì)的表面偏離。因此，透鏡中心的大部分材料只會增加系統(tǒng)內(nèi)的重量和吸收量。基于此原理，菲涅爾透鏡在傳統(tǒng)透鏡的基礎(chǔ)上去掉直線傳播的部分，而保留發(fā)生折射的曲面，從而達(dá)到省下大量材料同時又達(dá)到相同的聚光效果。

很明顯就是光路的變短

Pancake 光學(xué)方案設(shè)計以偏振光原理為基礎(chǔ)，利用反射偏光片(Reflecting polarizer)對于不同偏振光選擇性反射和投射的特性，配合 1/4 相位延時片(Quarter waveplate)調(diào)整偏振光形態(tài)，實(shí)現(xiàn)光線在半透半反鏡(Half-mirrorlens)和反射偏光片之間的來回反射，并最終從反射偏光片透射出去。方案進(jìn)一步壓縮了模組厚度，提升了用戶的舒適度和沉浸感。

以下圖為例，圓偏振光在通過 1/4 相位延時片后變?yōu)榫€偏振光到達(dá)反射偏光片并被反射，接著第二次通過 1/4 相位延時片變回圓偏振光被半透半反鏡反射并第三次通過 1/4 相位延時片，再次變?yōu)榫€偏振光，因為本次相比第一次光線旋轉(zhuǎn) 90°，得以通過反射偏光片完成成像。

多次的反射過程

Pancake 方案為組合透鏡，通常可通過控制其中一片透鏡位置進(jìn)行屈光度調(diào)節(jié)。對于近視用戶而言，過往佩戴 VR 頭顯進(jìn)行屈光調(diào)節(jié)更多采用的是更換鏡片的方式，試戴過程麻煩且調(diào)檔選擇較為有限。

而當(dāng)光學(xué)方案升級到 Pancake 技術(shù)時，屈光度調(diào)節(jié)方式有了更多更便利的選擇。因為 Pancake 方案一般為多組透鏡的組合，可以通過移動其中一組鏡片調(diào)整整個光學(xué)模組的折射率，從而滿足調(diào)焦需求，這種方式對于傳統(tǒng)單片非球面透鏡和菲涅爾透鏡方案就無法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，VR 頭顯也可通過移動屏幕來調(diào)整屈光度，但是外調(diào)焦方式會改變整個模組總長，頭顯設(shè)計時需要預(yù)留體積空間，輕薄性較差。

當(dāng)設(shè)備使用時候，人眼焦點(diǎn)調(diào)節(jié)與成像縱深感不匹配，由此產(chǎn)生視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突（VAC 現(xiàn)象），使得用戶在佩戴VR 頭顯一段時間后會感到頭暈或疲勞。可變焦顯示技術(shù)（機(jī)械式）通過電機(jī)+齒輪傳統(tǒng)系統(tǒng)對透鏡位置進(jìn)行移動，并與眼動追蹤技術(shù)相結(jié)合，基于眼部細(xì)微特征變化校訂模組焦距，模擬人眼自然成像，從而解決 VAC 眩暈問題。

最大的問題就是這個光學(xué)鍍膜上面

目前市面上的 Pancake 方案也存在幾個明顯問題：一是光利用率低，理論上只有25%，光效較低，通常僅約 10%。受光學(xué)原理限制，光線在 Pancake 模組中每次經(jīng)過偏振/半反射環(huán)節(jié)，光效損失 50%。以兩片式 Pancake 簡易模組為例，光線從屏幕發(fā)出后至少經(jīng)過一次圓偏振鏡，兩次半透半反鏡，光效折損已到 12.5%，考慮光線傳播中不可避免的其他損失，通常 Pancake 模組光效僅約 10%。因此，Pancake 光學(xué)方案通常對屏幕亮度要求更高，光學(xué)與顯示方案需配套迭，代廠商在打造頭顯時要搭配高亮度屏幕，此舉一定會提高成本和功耗；

第二，Pancake 如果光路精度不夠，就容易在畫面里出現(xiàn)鬼影；第三，由于 Pancake 的核心是光學(xué)膜，所以造價本相對菲涅爾透鏡高了接近10倍，成本上升明顯。

幾種傳統(tǒng)的方案對比

Pancake+可變焦+眼球追蹤有望成為未來 VR 新頭顯的主流裝機(jī)趨勢。相較于人眼自然成像，VR 頭顯屏幕發(fā)出的光線沒有深度信息，光學(xué)模組焦距固定。

一塊1.3inch的OLED顯示器，分辨率為2560x2560，120FPS，10bit+HDR，是的，VR里面的顯示器的素質(zhì)是極高的。

但是使用Pancake以后使用偏振光將圖像多次反射，那么這個效率就很低了，這樣說，如果你想保持和以前的顯示效果的亮度輸出，那么就需要更多的顯示器能量輸出，也就是說，在功率，散熱，以及系統(tǒng)供電上面又是一個大挑戰(zhàn)，而且Pico4現(xiàn)在就是出現(xiàn)這個問題。

這些廠子明的暗的會說一個參數(shù)叫視場角，這里也寫一下。

視場角在光學(xué)工程中又稱視場，視場角的大小決定了光學(xué)儀器的視野范圍。視場角又可用FOV表示，其與焦距的關(guān)系如下：像高 = EFL*tan (半FOV)；EFL為焦距；FOV為視場角。那這個概念很容易的就也放到了人眼里面，畢竟這些機(jī)器都是模擬人眼的咩~

先看攝像頭系統(tǒng)里面的視場角的定義

以及現(xiàn)在說的兩種視場角的定義方式

這里有個文獻(xiàn)是給出了手機(jī)尺寸和可視角的關(guān)系，看這個就知道有寫推廣的文案寫什么大屏幕，有什么沉浸感，一看就是狗屎，筆給我我寫，手機(jī)這個東西就沒有沉浸感這個東西。

其實(shí)說視場角就不得不提一下這個關(guān)于中心凹的問題:

視網(wǎng)膜對應(yīng)關(guān)系

中心凹是眼睛的一個關(guān)鍵區(qū)域，它使人們能夠以非常清晰和精確的方式看到東西。大概就是視野中心30°，也就是視場角為30度。

光場顯示器支持人類視覺系統(tǒng)的兩種聚焦機(jī)制，醫(yī)學(xué)上稱聚散（Vergence）和調(diào)節(jié)（Accommodation）。

聚散即雙眼相互向內(nèi)或向外運(yùn)動，讓影像能投影到兩眼視網(wǎng)膜的中心；調(diào)節(jié)即調(diào)整眼睛晶狀體收縮使外界物像位于視網(wǎng)膜上，從而看清物體。眼睛就像一部照相機(jī)，需要通過調(diào)整自身鏡頭（晶狀體收縮）的長短來看清晰近處與遠(yuǎn)處的物體。

目前市場上的大多數(shù)VR/AR頭顯只支持聚散，但不支持調(diào)節(jié)，這意味著圖像在技術(shù)上被固定在一個固定焦深（焦點(diǎn)深度）。 有了光場顯示器，用戶可以在VR/AR頭顯場景中任何深度聚焦，就像看現(xiàn)實(shí)世界場景一樣。其實(shí)只要支持可支持任意深度對焦就可以，其實(shí)只要有這個能力都可以稱之為光場顯示器。

正常人的視力范圍比視野要小,因為視力范圍是要求能迅速、清晰地看清目標(biāo)細(xì)節(jié)的范圍,只能是視野的一部分。

那到底能不能給出一個立體的可視范圍呢？

在垂直方向的視野中,立姿時視線方向在視軸以下10°;坐姿時視線方向在視軸以下15°;而當(dāng)視角為30°~40°時,可以迅速而有效地掃視,稱其為有效視力范圍。人眼的水平視場角和垂直視場角如下所示：

水平與垂直的視場角

接下來是一個簡單的視場角推導(dǎo)過程，有興趣的可以與我索要相關(guān)文獻(xiàn)：

將物象放在透鏡的焦距附近時,人眼睛可以看到放大的像。放大倍數(shù)為：

式中f′為透鏡的焦距。人眼鏡看到的視場角為:

式中:γ為透鏡的半徑;ρ為出瞳距離。

有個文獻(xiàn)說，最佳的可視角場應(yīng)該是120，我沒有找到更多的證明過程

但是我們可以明確一點(diǎn)的是：視場角是決定VR全景沉浸體驗的因素之一，一般來說角度越大，沉浸角度越好。

以上都是單純的解釋了一個概念，現(xiàn)在讓我們放在顯示系統(tǒng)里面看一下：

在顯示系統(tǒng)定義中，視場角是指顯示器邊緣與眼睛連線的夾角。在視力正常的情況下，人類獲取視覺感知都是通過雙眼來進(jìn)行的，而兩眼視網(wǎng)膜對同一被視物體的成像并不完全相同，人類大腦視覺高級中樞對來自兩眼的圖像信息進(jìn)行處理后，形成的視差可以輔助產(chǎn)生精細(xì)的深度知覺，進(jìn)而產(chǎn)生立體視覺。在VR頭顯的定義中，頭顯的視場角越接近人眼的自然視場角，就越有利于產(chǎn)生更好的沉浸感和臨場感。

現(xiàn)有的技術(shù)條件，要獲得更大的視場角，只有一個解決方向，那就是人眼縮短與透鏡鏡片間的距離或增加透鏡鏡片的大小。縮短與透鏡間的距離，由于透鏡與眼睛的距離過近，會導(dǎo)致看不清畫面、紗門效應(yīng)嚴(yán)重或者傷害眼睛。而采取直徑較大的透鏡增加視場的方案，會帶來光學(xué)畸變等像差的問題是無法解決的。

以這樣的顯示區(qū)域看，其實(shí)可以考慮使用上面的顯示器方案更加的模擬人眼對這個世界的感知。4倍超采樣抗鋸齒

而pico4也是和pico3相比提升了10°的FOV

其實(shí)大家都只是在關(guān)注VR的顯示器是怎么樣的，其實(shí)對于這個東西，帶來的是一種全新的交互方式，就像下面，我一直不理解這是什么鬼設(shè)計？？？圓圈，在內(nèi)部又是一個棍子的樣子，其實(shí)是紅外線，使用外部的攝像頭來捕捉。

目前VR主流空間定位方式有兩種： （1）Outside-in（由外而內(nèi)的定位）：顧名思義，需要在環(huán)境中布置定位器，實(shí)現(xiàn)從外到內(nèi)的位置計算。

（2）Inside-out（由內(nèi)而外的定位）：由內(nèi)向外的空間定位不需要額外布置空間定位設(shè)備，借助VR設(shè)備自身的傳感器進(jìn)行環(huán)境的感知與事實(shí)位置計算。

這個就是捕捉的空間范圍

這里可以側(cè)面看一下這個捕捉的工作空間 ? 在捕捉啦～

正面

側(cè)面

因為是體驗，我就不能拆了，這里就是找了拆機(jī)圖

可以看到確實(shí)是有這個紅外的發(fā)射器，然后有讀者朋友有壞的VR設(shè)備有可以給我研究一下。

廠家注意，我沒有拆，網(wǎng)上拿的圖，Neo3的拆機(jī)圖

手柄里面還有一顆超寬頻X軸線性馬達(dá)，這個是啥呢？ 每一款型號的線性馬達(dá)都天生擁有一個固定的硬件參數(shù)：F0。 它描述的是馬達(dá)內(nèi)部彈簧的諧振頻率，業(yè)界原始馬達(dá)的諧振頻率F0 為235 Hz，這個依據(jù)的理論是手部對外界信號在 235 Hz感知最為敏感，但這并不意味著這是人體感覺最舒適的頻率，通過業(yè)界不斷的測試和驗證，現(xiàn)在觸覺反饋行業(yè)普遍認(rèn)為，將F0設(shè)定為130Hz可以讓整體體驗最為舒適。

簡單的來說就是更加的貼合自然的響應(yīng)，放大的樣子

理論大概就是這樣了，看機(jī)器吧~

先出場的是Quest2，背景雜亂，別噴，東西太多了。

有個盒子，真不錯

這個是拿到的一代的拆機(jī)圖，還是比較復(fù)雜的

裝有風(fēng)扇進(jìn)行一個散熱處理

扇狀的散熱器

Snapdragon XR2芯片上涂滿了導(dǎo)熱化合物，以確保芯片和散熱器之間有著良好的熱量傳遞。

幾個inside-out相機(jī)，捕捉使用

先看一下簡單的參數(shù)

Oculus Quest 2具備5G接入的能力。不僅可以獨(dú)立運(yùn)行，還可以通過Oculus Link電纜連接到PC，跟PC端進(jìn)行串流，通過連接到游戲端PC，就可以獲得PC端的VR游戲庫和較為流暢的游戲體驗。并且還可以同時運(yùn)行Oculus自帶的應(yīng)用商店以及SteamVR游戲庫。?其實(shí)這個功能你覺得就是一個數(shù)據(jù)聯(lián)通的功能，但是對于VR本身來講，視頻源的質(zhì)量越好，效果是越好的，那么在串流的時候，這個高速的聯(lián)通功能就錦上添花了，你可以這樣認(rèn)為，它是錦上添花的。 Oculus Quest 2采用屏幕側(cè)滑三檔調(diào)節(jié)（58毫米、63毫米和68毫米）的方式來調(diào)節(jié)瞳距。，這個就是相當(dāng)于手動的調(diào)節(jié)了。 Oculus Quest 2續(xù)航為兩至三個小時，用戶可以一邊使用Oculus Quest 2，一邊連接到電源插頭使用，因為設(shè)備的續(xù)航隨著你使用的次數(shù)增多，是變差的，但是加上這種一邊充電一邊使用的模式，就會緩解一些續(xù)航的焦慮，其實(shí)這個虛擬的環(huán)境你融入進(jìn)去，由于電量的原因再脫出來，其實(shí)是痛苦的一件事情，就好像你睡的很舒服的時候，有人把你捅咕起來，然后再告訴你，沒事了，二狗睡吧！ 睡nmp睡，不睡了，就是現(xiàn)實(shí)和虛擬這種的切換，我覺得也是一個要關(guān)注的事情。 Oculus Quest 2有兩種使用模式，分別是房間縮放和固定。房間縮放可以允許用戶隨便走動，具備防碰撞功能，當(dāng)用戶即將要碰撞到墻面的時候，游戲中的邊界會自動彈出，用來防止用戶受傷。?

Oculus Quest 2具備Passthrough透視背景功能，用戶可以戴著頭顯看到外面的畫面，用戶連續(xù)拍兩下頭顯就可以選擇關(guān)閉或者打開Passthrough視圖，感覺是大家的標(biāo)配 Oculus Quest 2追蹤功能 Oculus Quest 2追蹤方面采用的是由內(nèi)而外的追蹤，可以在不需要外部傳感器的情況下跟蹤用戶的運(yùn)動，并且追蹤技術(shù)比較準(zhǔn)確。在追蹤方式上，Oculus Quest 2不僅配套了手柄控制器，還支持手部追蹤，它的手部追蹤功能可以讓用戶無需控制器去玩特定的游戲。 其實(shí)我使用vr的時候就每次都在想，我為什么老是使用就像一根棍子一樣的東西來和這個世界交互。我們在現(xiàn)實(shí)的生活中，手眼配合是標(biāo)配了，那么使用手勢確實(shí)一個很好的點(diǎn)。Pico4也加了，所以，一些交互的方式，其實(shí)這么多代產(chǎn)品迭代后，是可以找到最優(yōu)解的。 ?

這個游戲有Quest2的不陌生吧？

這個其實(shí)就在玩這個了 ? VR眼鏡帶給你的是震撼，一種無法和旁人表達(dá)的感官感覺。因為你無法使用語言描述，你現(xiàn)在離地球大概3k公里的地方在俯視著這顆蔚藍(lán)色的星球。而且還在越來越想，幾分鐘后，太陽系8大星系在你的手邊旋轉(zhuǎn)。你隨時撥動一顆星系，整個星系系統(tǒng)的運(yùn)動速率被你干預(yù)。某種程度你就好像是上帝一樣，你就是這個世界的主宰。 其實(shí)VR不好推的一點(diǎn)，也就是這樣的，因為這種視覺的體驗，你一定是要有一個硬件才可以體驗到的，不像手機(jī)，電腦這樣?xùn)|西的體驗。 以下是Pico3的一個簡單的參數(shù)：

使用pico3的時候是打開了觀影模式，就是去電影院的感覺。。。是真的，而且它鼻翼部分不透光做的非常好，就是在電影院的感覺。就我上一秒還在辦公室聊天，下一秒就在巨幅影院內(nèi)觀影，這種現(xiàn)實(shí)和虛擬的交融，很新奇的感官體驗。 Quest2鼻子部分漏光嚴(yán)重，而且頭戴部分設(shè)計的不合理，第一次戴都不會很容易的戴好，只有細(xì)微調(diào)節(jié)才可以。

需要向下?lián)高M(jìn)來才可以

但是Pico就沒有這個毛病，很容易一次戴好。但是兩者的毛病都是不透氣，悶熱，我時時刻刻都能知道我腦袋上面戴著這樣的東西。而且用完以后上面都是汗液，比較難搞的事情。

pico3使用了一種簡單的工業(yè)設(shè)計帶來了比Quest2好的佩戴體驗，加分

其實(shí)VR里面有一個問題，就是這個東西的大小其實(shí)是會影響到用戶的心理問題的。我玩黑色瑪麗的時候，一個2米5的人偶？？？就直挺挺的走向我，和我要文件，其實(shí)這個過程是很恐怖的體驗，而且里面的東西都是比我大了不止一圈。游戲里面的怪物沖向我的時候，我也是很害怕的。可能這個問題就是編程模型里面的一個簡單的參數(shù)控制，我也不是很理解這個，可能大型才明顯？

其他感覺就是，觀影類的app是天然合適VR的，比如瀏覽器。有個朋友體驗完以后和我說，這個瀏覽器真好看，我看了半天，以及一些電影，直播類的。因為巨幅的屏幕播放這個的感官真的爽！

2-3年內(nèi)，VR如果在應(yīng)用上面豐富，可能會出現(xiàn)一個不小的爆點(diǎn)，和內(nèi)部人士聊是，這個東西大家在緩慢的接受，沒有以前那么抗拒了。

對于我們個人創(chuàng)業(yè)者來說，其實(shí)最好入局的點(diǎn)還是上層的應(yīng)用開發(fā)，進(jìn)入這種大的行業(yè)體系里面深耕，因為這也是藍(lán)海的市場。但是就像這種注釋點(diǎn)渲染，圖像邊緣像素提升。其實(shí)是需要廠家集成的，也就是說，小團(tuán)隊的這種技術(shù)的創(chuàng)業(yè)者最終可能是被這些大廠收購，或者是這個成本太高，大廠自己就會做相應(yīng)的技術(shù)集成。就像pico3或者pico4這些機(jī)器，單臺的研發(fā)費(fèi)用都超過2億，而且pico在被字節(jié)收購以后，團(tuán)隊從幾百人現(xiàn)在到3k人的研發(fā)團(tuán)隊，根本不是個人玩明白的。

其中也看到一個有趣的調(diào)研：

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這個東西里面隱含著巨大的市場，歡迎挖掘 如同之前很多熱門的概念一樣，元宇宙目前還只是一個無法自成體系的行業(yè)，這種行業(yè)雖然短期內(nèi)會引得資本瘋狂涌入，但巨額的投入與長期無法獲得回報，會逐漸拖垮資本對于行業(yè)的信心。

編輯：黃飛

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