虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality, VR)，是指采用計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技手段生成一種虛擬環(huán)境，用戶借助VR頭顯等設(shè)備，與虛擬世界中的物體進(jìn)行自然的交互，通過視覺、聽覺和觸覺等獲得與真實(shí)世界相同的感受。
VR頭戴顯示設(shè)備最重要的配置之一是兩個(gè)透鏡模組，透鏡能修正晶狀體的光源角度，人眼重新讀取后，能達(dá)到增大視角、放大畫面、增強(qiáng)立體感的作用，從而讓人感覺身臨其境。
目前VR設(shè)備主要采用菲涅爾透鏡以及Pancake短焦光學(xué)方案，兩種方式各有優(yōu)劣，下面詳細(xì)看一下：
菲涅爾透鏡形成原理
菲涅爾透鏡是普通凸透鏡連續(xù)的曲面被截為一段一段曲率不變的不連續(xù)曲面，從正面看像一圈圈的螺紋。
優(yōu)點(diǎn)：成像更加清晰，可獲得更大視場(chǎng)角，基本大于100°，量產(chǎn)難度低，成本低；
缺點(diǎn)：搭載菲涅爾透鏡的設(shè)備體積更大，且容易產(chǎn)生畸變，增多螺紋可以看到更清晰的圖像但是會(huì)影響曲率和光線聚焦，減少的螺紋則會(huì)影響清晰度，易出現(xiàn)雜散光、眩光。
目前推出VR設(shè)備大多數(shù)都采用了菲涅爾透鏡，視場(chǎng)角較大，但同時(shí)也較重。采用菲涅爾透鏡的品牌有PICO、HTC、Meta Quest、大朋VR、NOLO VR、小米、創(chuàng)維等。
Pancake方案采用多鏡片折疊光路設(shè)計(jì)，可以細(xì)分為兩片式和多片式折返方案，基于Pancake技術(shù)方案的VR眼鏡，圖像源進(jìn)入半反半透功能的鏡片之后，光線在鏡片、相位延遲片以及反射式偏振片之間多次折返，最終從反射式偏振片射出。通過此種光學(xué)方案，能極大的縮小產(chǎn)品體積。
優(yōu)點(diǎn)：圖像性能出色，畸變小；通過折疊光路，能大幅度縮小產(chǎn)品的體積，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品減重，同時(shí)提升VR頭顯的佩戴舒適度；支持屈光度調(diào)節(jié)。
缺點(diǎn)：FOV較小，大多數(shù)為70-80°；光損高，每折疊一層損失50%，所以對(duì)屏幕亮度要求較高，同時(shí)需要通過鍍膜等其他工藝減少光損，加工難度較高。
我們通過部分VR設(shè)備來對(duì)比下菲涅爾透鏡和Pancake短焦光學(xué)方案：
|
品牌
|
產(chǎn)品
|
鏡頭模組類型
|
視場(chǎng)角（FOV）
|
重量
|
|
PICO
|
G2
|
菲涅爾鏡片
|
101°
|
278g
|
|
大朋VR
|
P1 Ultra 4K
|
菲涅爾鏡片
|
100°
|
410g
|
|
NOLO
|
Sonic
|
菲涅爾鏡片
|
101°
|
502g
|
|
小米
|
Oculus合作款VR一體機(jī)
|
菲涅爾鏡片
|
103°
|
425g
|
| 創(chuàng)維 |
V901
|
菲涅爾鏡片
|
105°
|
392g
|
|
華為
|
VR Glass
|
短焦光學(xué)模組
|
90°
|
166g
|
|
3Glasses
|
X1
|
短焦光學(xué)模組
|
88.6°
|
150g
|
|
arpara
|
5K VR
|
短焦光學(xué)模組
|
95°
|
200g
|
通過上表可以看出，采用菲涅爾透鏡方案的設(shè)備基本視場(chǎng)角都能達(dá)到100°以上，而Pancake短焦光學(xué)方案的FOV相對(duì)較小，但重量上明顯較輕。
華為 VR Glass機(jī)身厚度僅約26.6mm，含線控約166g重，F(xiàn)OV 90°，支持700°以內(nèi)的單眼近視獨(dú)立調(diào)節(jié)。
3Glasses X1顯部分的重量在150g以內(nèi)，厚度約為23.5mm，視場(chǎng)角88.6°，并且支持0-600度屈光調(diào)節(jié)。
arpara 5K VR重量200g，體積僅為普通VR頭顯的一半，-100-500°屈光度調(diào)節(jié)。
? ? ? ?
?
除了以上兩種成像解決方案，EM3去年公布了代號(hào)為ETHER的超薄VR眼鏡原型機(jī)，整機(jī)厚度僅6.8mm，重量不到35g，是迄今為止全球最輕薄的VR近眼顯示方案，但該產(chǎn)品還處于非常早期的實(shí)驗(yàn)性階段，僅支持低分辨率的單色顯示，離真正的產(chǎn)品化還有相當(dāng)長(zhǎng)的距離。未來VR頭顯變成VR眼鏡是必然趨勢(shì)，更輕薄，同時(shí)能獲得更清晰的畫面以及更大視場(chǎng)角，提升消費(fèi)者佩戴體驗(yàn)和沉浸感是打開消費(fèi)市場(chǎng)的必由之路。
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦VR產(chǎn)業(yè)資訊）：減重，Pancake短焦方案成VR頭顯鏡頭趨勢(shì)，華為也在用
