【The Roc 大鵬】為什麼大朋E4和PSVR2都選擇了菲涅爾透鏡?


3樓貓 發佈時間:2023-07-14 23:49:05 作者:小小遊戲 Language

1823年,吉倫特海口的哥杜昂燈塔安裝了第一個菲涅爾透鏡,可以一直照射到32公里外。沒有人能夠想到,二百年後這塊小小鏡片,竟會成為VR頭顯光學方案的核心組件。

菲涅爾透鏡由蝕刻在塑料中的一系列同心槽組成。憑藉超薄而輕巧的結構、大小尺寸可選以及卓越的聚光能力,它們可適用於各種各樣的應用,其中就包括VR。至今日,該透鏡仍舊廣泛應用於行業一流的設備之中,比如索尼的PSVR2、大朋的大朋E4等。

誕生二百年後,為何菲涅爾透鏡還能夠被選入一流VR頭顯設備之中?它能夠在光學方案中發揮怎樣的作用?相比另一主流鏡片——Pancake,菲涅爾透鏡又具備怎樣的優勢與獨特性?

【The Roc 大鵬】為什麼大朋E4和PSVR2都選擇了菲涅爾透鏡?-第0張

亮度、“雙目重疊”的視覺影響

在應用於VR之前,菲涅爾透鏡最常見的用途是——收集太陽光。

得益於出色的光線收集特性,菲涅爾透鏡能夠以更高的效率收集太陽光,集合成能量更高、亮度更大的光線。而這一特點在VR光學方案之中得到了重用。

想要讓VR內屏呈現出的可視內容足夠清晰,除了清晰度、分辨率等參數要求較高之外,更需要足夠的亮度支撐。在這一點上,目前Pancake仍未進化到合理範圍,光學利用率僅有10%-20%,採用該光學方案的VR(一體機為主)大多容易出現圖像暗淡、模糊不清的現象。

而採用了菲涅爾透鏡的VR設備,例如大朋E4,在亮度方面就比較讓人放心。

在VR遊戲中常常會出現背景較暗的情況,如果無法提供較高的亮度,很容易造成可視度差的問題,影響遊玩體驗。Pancake如果想要彌補該缺點,就只能採用成本較高的硅基OLED,最終價格之高也有目共睹。

【The Roc 大鵬】為什麼大朋E4和PSVR2都選擇了菲涅爾透鏡?-第1張

亮度之外,“雙目重疊”對於視覺體驗也有著一定加持,尤其在沉浸感、用眼疲勞度等方面影響顯著。

所謂“雙目重疊”,指的是雙眼立體視覺系統的重疊部分,應用於VR中則能夠讓體驗者在虛擬空間中具備分辨“遠近深淺”的能力,進一步提升沉浸感。

目前,市面上的VR主要應用“完全重疊”和“部分重疊”兩種雙目重疊方式,對於光損高、視場角偏小的Pancake來說,大部分採用視角廣、縱橫比優越的“部分重疊”彌補缺陷,但這種重疊方式也容易造成“雙眼競爭”,增加眼睛負擔。

而大朋E4所選用的菲涅爾透鏡則不需要有這種擔心,直接選用“完全重疊”方案,,讓使用者雙眼都看到完全相同的內容,無需融合、無需加工,降低用眼疲勞,保障畫面真實感。

在Youtube上擁有數萬訂閱者的VR老炮MRTV(MIXED REALITY TV)在體驗過大朋E4後,就曾表示“你們的頭顯(大朋E4)擁有我所見過的所有頭顯之中最棒的雙目重疊性能。”

除上述區別外,菲涅爾透鏡在沉浸感、代入感的重要影響因子——視場角(Fov)上也有著顯著優勢。

極為接近人眼的116°視場角

一般來說,視場角越大,將更貼近真實視野,帶來更高的沉浸感和代入感,達成VR的核心使命,對於任何一臺VR來說都是重中之重的性能參數。Pancake光學方案由於鏡片較多,除了影響光學效率外,還會導致理論上能夠實現的視場角更加有限,上限更低。這也就很好解釋市面上大多采用Pancake的一體機,視場角基本都在90°-105°區間內浮動。

也正因如此,在PSVR2剛剛發售時外媒AV Watch的採訪中,PSVR2開發負責人Yasuo Takahashi對於“為什麼採用菲涅爾透鏡而非Pancake”的問題回答稱:“在光學設計上,PSVR2的重點是拓寬視場角。PSVR1的水平視場角為100°,而PSVR2將這一數值提升到110°。”菲涅爾透鏡沒有Pancake的視場角上限限制,理論上可以達到一個非常高的水準,而大朋E4的視場角可達116°,已經非常接近人眼的120°自然視場角。

【The Roc 大鵬】為什麼大朋E4和PSVR2都選擇了菲涅爾透鏡?-第2張

因此,大朋E4所呈現的視覺體驗也是質量極高的。在佩戴大朋E4遊玩大部分VR遊戲過程中,幾乎都無法看到視野邊框,像是真的身處另一個現實世界。

當然,有得必有失。在獲得更高的視場角時,也將出現“畸變”這一視覺體驗摧毀者。為此,大朋E4在算法層面也作出了諸多努力,通過計算視線焦點、屏幕映射點等多個維度的座標,經過一系列精密計算,最終實現“反畸變”處理,畸變度近乎0值。

還有菲涅爾透鏡最常被詬病的重量問題,大朋E4也做了相應調整,去除了不改變光路的部分結構,最終將主機重量削減至285g,讓玩家頸椎負擔更輕,遊玩體驗更舒適。

【The Roc 大鵬】為什麼大朋E4和PSVR2都選擇了菲涅爾透鏡?-第3張

總的來說,採用菲涅爾透鏡的大朋E4基本克服了菲涅爾自身存在的部分缺陷,並將其高光學效率、高視場角等優勢予以放大,最終帶來了更為出眾的視覺體驗。

除此之外,大朋E4還配備了夏普定製5.46英寸Fast-LCD屏幕,能夠提供4K分辨率和120Hz刷新率,並利用DP直連傳輸低損耗、低延遲的特性予以保全。

飛行駕駛遊戲老饕——B站UP“Diablohu”就曾在一期視頻中提到,對比某款主流一體機(採用Pancake),大朋E4能夠清楚地看到儀表盤上暗紅色的字符內容,並未出現模糊、暗淡的情況,除了菲涅爾鏡片的亮度加持外,直連的無損傳輸也起到了關鍵作用,讓4K原生畫質得以呈現。

【The Roc 大鵬】為什麼大朋E4和PSVR2都選擇了菲涅爾透鏡?-第4張

除此之外,再搭配毫米級精度手柄和7000+款可適配Steam VR遊戲庫,成為了名副其實的“VR遊戲利器”,足夠玩家們暢玩3A大作,享受虛擬世界的探索快樂。


© 2022 3樓貓 下載APP 站點地圖 廣告合作:asmrly666@gmail.com