VR开发

观看是与VR眼镜交互的最直接、最重要的方式。当我们拿到一副眼镜时，我们首先体验的往往是视觉效果。但对于视觉效果，许多用户仅限于视野（FOV）。在购买VR眼镜时，用户往往认为视野越大越好。其实对于一副VR眼镜来说，视野只是视觉体验的一个方面，决定一副VR眼镜视觉体验好坏的因素还有很多。

华为官博昨日宣布，此前发布会上亮相的华为VR眼镜将于今日（12月15日）首发，售价599元。同时发售的还有华为的新手机Mate 9 Pro。

那我们分析一下一个好的VR应该具备的要素，来分析一下华为VR给中国人带来了什么！

一切从视野开始

既然视野是VR眼镜最直观的指标，那我们先从视野说起。

视野是英文的Field Of View，简称FOV。在显示系统中，视场是显示器边缘与连接观察点的线之间的角度。下面用两张图来说明： 在图1中，屏幕AD和BC的边缘与人眼所成的角度就是水平视野。同理，AB、DC的上下屏幕边缘与人眼所成的角度就是视角。它是垂直视野；另外，对角视场也可以定义为图2，三个DOB点形成的角度就是对角视场。

水平视野

对角线视野

在VR眼镜中，所有的图像都从屏幕发出，经过一个镜头后呈现给用户的眼睛。VR制造商声明的视野是指VR眼镜中镜片的视野。比如下图中，当我们看VR的时候，眼睛上下转动华为VR眼镜开发者，可以看到屏幕投射的最高光线和最低光线经过镜头折射后的夹角，即由 VR 产品视野定义。

VR视野

VR眼镜的成像原理

镜片是VR眼镜的组成部分。为什么一定要透过镜头看？因为人眼有一个观察范围。对于视力正常的人来说，能看到的距离大约是14cm到无穷远；对于近视眼，这个范围变窄了。比如一个500度近视的人，他能看清楚的范围在8cm到20cm之间。我们称这两个点为近点和远点，太近或太远都看不清楚。

人眼的可视范围，近点和远点

为此，我们在使用VR眼镜的时候，也需要把屏幕放在这个有效的观看范围内才能正常观看。一般VR眼镜，屏幕到我们眼镜的距离只有3-4厘米，比正常的近点距离要小很多，所以需要通过凸透镜折射光线，使屏幕上的图像形成更大更远的虚像。这个虚像在我们能有效看到的范围内。

VR成像原理

镜头的另一个作用是将原本5-6英寸的手机屏幕放大数百或数千英寸，形成一幅巨大的画面。这就是沉浸式 VR 所宣传的地方。当你戴上VR眼镜的时候，外面的世界就被切断了，眼前只剩下模拟世界的巨大影像，自然而然地产生了一种置身于另一个世界的错觉。

在VR眼镜中，放大后的图像给用户带来身临其境的感觉，左右分屏显示有视差的图像带来虚拟的3D感觉。当人眼看到一个物体时，左右眼看到的图像并不完全相同，这就是视差。左右眼看到的有视差的图像传递到大脑，大脑可以判断物体离我们有多远。物体越近，视差越明显。我们可以通过仅用左眼或右眼观察来检测到这一点。如果物体在双眼都能看到的区域，我们就可以准确判断物体的距离；如果我们只靠一只眼睛看一个物体，这种距离感往往不是那么准确。VR 眼镜将左右屏幕分开，并呈现具有视差的左右图像。简单地说，离我们不同距离的物体在屏幕上的视差是不同的。这样我们在观看时就有一种虚拟的 3D 感觉。

VR 中的左右眼视差

为什么视野不是越大越好？

视野是市场上VR厂商的主要指标，基本上都是以更大的视野作为产品的亮点，让消费者认为视野越大越好。但情况是这样吗？

我们先来看看人眼的视野。下图是人眼对视野的感知。一只眼的舒适视野约为60度，图中B区和C区分别代表左右眼的舒适视野。在此范围内，人眼无需移动或轻微转动即可看到清晰的图像。

视野

双目视场重叠的区域，也就是如前所述能准确判断物体距离的区域，在人眼不旋转的情况下约为60度，我们称之为双目舒适立体视场. 如果眼睛旋转，这个区域可以达到 124 度。单眼所能达到的终极视野约为 156 度。

VR眼镜追求的终极目标是完全还原人眼的真实视角。所以从这个层面来说，视野确实越接近人眼的视野（每眼156度）越好。

但不要忘记，增加视野也需要同时提高图像分辨率。当我们观看现实世界时，画面的细节程度是无限的，而当我们使用VR眼镜时，大量产品还在使用FHD或2K分辨率的屏幕，远远达不到我们的眼睛。可以达到的最终分辨率。

VR眼镜的原理和放大镜一样。当你将屏幕放大 10 倍或 20 倍时，你看到的实际分辨率也降低了 10 倍和 20 倍。VR产品常被诟病为“颗粒感”、“屏风效果”。如果一个VR眼镜想要有很大的视野，就需要增加镜头的放大倍率，但是这个时候，屏幕的“画面”也会看得更清楚。

VR 的“屏幕窗口效果”

VR眼镜之所以追求更大的视野，是为了更接近人眼的实际视野，增加沉浸感。但在现有屏幕分辨率的限制下，更大的视野意味着更严重的屏幕窗口效应，会导致沉浸感的丧失。因此，视角并不是越大越好，而是需要根据屏幕的分辨率进行设计，在视角和实际分辨率之间做出取舍。

华为在设计镜头时做过实际测试：当VR眼镜的视野大于85-90度时，沉浸感会更明显；当视场角在 90 度到 120 度之间时，当视场角大于 120 度时，人们的视角体验会得到显着提升。因此，视角小于80度的VR只能作为一个简单的观看设备，并不能带来真正身临其境的VR体验；几台VR屏幕一体机可以实现大于120度的体验，但价格相对偏高。由于人眼在90度和120度之间的感知相对不显眼，我们认为90-100度是理想的移动VR 视野范围，可以更好地平衡视野和实际分辨率。速度。

比较完视野，接下来就是比较分辨率了。通常我们在购买电子产品的时候，都会关注屏幕的分辨率或者像素密度（PPI，Pixel per inch）。在VR产品中，由于屏幕已经被镜头放大，单纯比较屏幕的分辨率并不能完全说明VR产品的细节。我们通常根据产品的屏幕分辨率和镜头的视野来计算一个单位角度所包含的像素数，Pixel per degree，PPD。这个数据更能直接反映屏幕被镜头放大后的实际观看分辨率。

下表对比了几款VR机型的实际分辨率。

可以看出，在目前市场上的屏幕分辨率大致相同的情况下，视场越大，实际观看分辨率越低。华为VR综合考虑视野和分辨率等因素，选择了95度镜头视野。从这个角度来说，在满足沉浸式体验的同时，颗粒感可以控制在较低的水平，达到更好的平衡。配合Mate 9 Pro手机，华为VR可以获得目前主流VR眼镜产品中最高的实际分辨率（PPD）。

适应屏幕的VR好VR

华为 VR 目前兼容 Mate 9 Pro、Mate 9 Porsche Design 和 P9 Plus 这三款 5.5 英寸机型。市面上很多VR产品经常标榜兼容所有手机，号称可以使用4.7英寸到6.3英寸的屏幕尺寸。一个VR不能自称插上各类手机就可以完成适配。这种“适配”不考虑屏幕大小和镜头的可视范围，纯属“流氓行为”。

VR眼镜镜片的光学特性是固定的，所以在固定的结构内，镜片所能接收的光线范围也是固定的。简单来说，固定镜头只能看到固定大小的区域。对于精心制作的VR眼镜，镜片的光学设计必须从确定显示屏的尺寸开始。

从下面的图片中，我们可以清楚的看到很多VR产品的所谓适配问题。

对于屏幕较小的手机，透过镜头已经可以看到手机的边框，有的甚至可以看到完整的手机。这种“适应”是身临其境的；另一方面华为VR眼镜开发者华为VR眼镜开发者，对于屏幕较大的手机，镜头只能看到屏幕的一小块区域，但播放内容却是全屏显示。这种“适应”大概只是一种用望远镜看电影的感觉。只有针对屏幕尺寸进行光学设计仿真系统，镜头才能最大限度地利用屏幕上的显示面积，最大限度地减少颗粒感仿真系统，提升视野，同时看不到手机的边框和“穿透”。

目前市面上的很多VR产品都只是追求宣传噱头，号称支持全屏。当然，这样的VR产品也有先天不足。它们不能针对特定的移动电话进行优化设计。他们只能选择一些通用的光学镜头，根本没有针对性的适配和优化过程。

华为VR属于华为手机的“哥”，自然最清楚“哥”需要什么样的光学设计。因此，华为VR的镜头在最初设计时就根据屏幕尺寸进行了适配，后续的设计也以此为基础。这确保了光学元件和屏幕形成最佳匹配。

清晰的VR镜头很好VR

除了视野和分辨率，清晰度通常是一个被忽视的指标。这里所说的清晰度并不是指屏幕图像的精细度，与屏幕分辨率的关系更为密切。这里所说的清晰度华为VR眼镜开发者，简单来说就是镜头的光学效果。

一般来说，镜头中央的画质最好，越往边缘画质越差。因此，整个镜头的面积有多大，才能高质量成像，也是决定VR眼镜好坏的重要因素之一。要知道，在VR眼镜中，人眼是不断旋转的，当我们看到镜片边缘时，也需要镜片提供足够大的清晰度范围。

目前市面上很多VR产品使用的镜片直径在35mm到40mm左右，很难覆盖人眼的范围。自然不愉快。

除了镜片直径小外，这些VR眼镜的镜片通常在中心的小范围内清晰，眼睛到边缘略微模糊。，能看到的视野大概只有四五十度，总给人一种模糊的感觉。

还有一些 VR 眼镜。当我们瞄准镜头中心时，还是很清晰的，但稍有偏差，画面就会失真甚至模糊。在使用这种VR眼镜的时候，总是在努力寻找最清晰的位置，而且经常发现左眼，右眼就偏了。

针对这些问题，华为VR特地选用了直径50mm以上的超大镜头，观看时不再受镜框干扰。同时，华为VR的镜头在设计上针对镜头的清晰范围进行了针对性的优化，特别考虑到了镜头边缘的锐度和对佩戴偏差的容忍度，采用了特殊的散焦设计，整个镜头清晰。锐度和锐度范围大幅提升，磨损偏差的容忍范围有所提升。简单来说，清晰的画面范围更大，更符合人眼的观看效果，让我们观看起来更有乐趣。更大的镜头和更大的清晰范围将使体验提升加倍。

华为VR针对视野、屏幕适配、清晰度、清晰范围等业内诸多痛点进行了独特的优化设计，选用日本进口光学级树脂打造为您带来身临其境的体验。强感、高分辨率、清晰舒适的观看VR镜头，带给您极致舒适的VR体验。