VR透鏡的原理 VR透鏡是什么

VR透鏡在VR沉浸感的體驗中也占了很大一塊，那么VR透鏡的原理是什么呢？

VR透鏡的原理

首先，先閑聊一下VR眼鏡的結構：透鏡+屏幕。

如果屏幕是直接嵌入在頭盔的，并且不需要連接PC(此時頭盔必然裝有高性能的芯片+軟件系統來運行VR內容，比如游戲)，可稱為VR一體機。比如大朋VR一體機。

如果屏幕直接嵌入頭盔，但是要連接PC，VR內容(比如游戲)的運行都在PC，可稱為VR頭盔(分體機)。

比如Oculus Rift, Microsoft Holo, HTC VIVE。

如果只有眼鏡，沒有屏幕，而是外接各種型號的手機作為屏幕，那可稱為VR鏡架。比如三星Gear VR，暴風魔鏡。

下圖是眼睛/屏幕/透鏡的關系圖, 由圖可知視場角是α*2。

透鏡其實就是放大鏡，為何要放大?因為人有明視距離，太近的東西看不清楚。一般大于25cm的距離才能看清楚。

想必你把手機直接放在你眼前5cm，你是看不清屏幕的東西吧。

有人就要問了，那可以把手機放到25cm外呀?其實，那更不行了，25cm，意味著這個鏡架的長度至少25cm了，這么大，戴到頭上如何受得了!

既然是放大鏡，那根據放大鏡原理，屏幕必須放在焦距以內，才能放大。

放大以后，人眼看到的虛像位置，符合下面的公式：

根據公式，假設焦距f=7cm,物距(屏幕到透鏡中心距離)u=6cm, 那么虛像位置就是42cm。滿足人的明視距離大于25cm的要求。

現在VR設計，一般透鏡在眼前1-1.5cm處，屏幕距透鏡3-6cm，虛像成像在眼前25cm-50cm左右。

對于近視，像距需要變短，而物距(屏幕與透鏡距離)一般做好了就無法改變，所以可以增大焦距f，即通過換透鏡來改善。

此外，在設計VR時，在物距，焦距等幾個參數的調整中，基本都是幾毫米的微調。

需要權衡虛像距離過大(放大倍數大)而帶來的像素顆粒感問題和虛像距離過近而帶來的不夠明視距離、視野較小等問題。