超短焦光学会成为未来VR的主流趋势吗

（文章来源：青亭网）

华为刚刚发布了最新款VR Glass，其最受瞩目的还是超短焦光学方案，大厂一出手，自然获得了较高的关注。着眼当下，VR还存在太多不足，光学显示、重量、便携性应该是排在前几位且最能影响VR普及过程的几大因素。同时，这几个因素也存在相互联系，例如当光学系统足够小巧时，机身体积和重量也容易控制。因此，今天我们就来从光学方面分析一下超短焦VR光学方案。

但接下来发现，影响VR观感的因素太多，其中透镜在色彩、畸变等多方面的问题比较严重。也即是说，VR光学方面依然还有极高的进步空间，无论是屏幕还是透镜。而在HTC Vive和Oculus Rift正式版头显都采用了菲涅尔类型透镜，目的在于降低透镜厚度，目前主流的VR头显几乎也都采用这类透镜或其它轻薄型的透镜。

现阶段，VR设备依然谈不上普及，因此更多的厂商开始寻求更多样化设计的VR。小巧、便携、显示清晰等则成了各个硬件厂商们的新目标。为此近些年开始更多头戴光影类产品，其中有的专属观影设备；有的则是VR头显，强调观影属性。目前从单屏幕＋透镜的模式已经衍生出：短焦型（如：3Glasses X1、华为VR Glass）、双目组合型（如：Varjo）、物理变焦型（Oculus Half Dome 1/2/3）、大视野类（如小派8K）等。

当然，本文讨论的是短焦型产品，因此接下来我们将目光聚焦在此类产品上。以短焦型产品为例，2017年国内VR厂商蚁视曾宣称即将推出一款“复眼光学类”VR产品，特点就是小巧、轻便，光学原理就是超短焦方案，可惜最终产品未曾面世。今年3Glasses X1，华为VR Glass两款产品都采用超短焦技术方案。

从外观和形态来看，采用超短焦技术的VR头显体积都及其小巧，由于短焦光学的原理，因此整个透镜模组和此前VR产品的体积和厚度都大幅降低，这一点带来的改变还是非常大的。以3Glasses X1为例，该机采用分体式方案，计算模块为颈挂方案，支持连接其它Type C设备（需支持DP-Out），其宣称头显部分的重量在150g以内，宣称厚度为23.5mm。

光学方面，3Glasses X1是与京东方合作研发，并且宣称向业界开放提供此光学模组。具体细节上，其视场角达到88.6度，并且支持0-600度屈光调节，结合自身的2.1英寸1200×1200分辨率（单眼）的LCD屏幕，观感还算不错。华为VR Glass头显部分重166g，视场角参数暂时未知（猜测处于同一水准），华为在发布会上表示：VR Glass厚度仅26.6mm，比“传统”VR更轻薄，结合折叠式的镜腿，让整体便携性大幅提升高。

Vality VR同样于今年亮相超短焦VR原型机，头显原型机的重量约200g，FOV约80度。宣称最终版重量可控制在150g以下，FOV提高到85度。与上述两款采用LCD屏幕不同的是，Vality VR采用了OLED显示屏，分辨率也高达单眼2K级别，PPD达60，号称接近“人眼级别级显示效果”，可以看清VR中的字体。未来还计划加入Inside-Out定位追踪能力。当然，Vality VR定位于企业级VR头显，预计售价约1000美元。

据悉，其中关键技术在于液晶屏由薄薄的双面光学元件打造，基于偏振透镜和可切换半波片。通过在不同深度的液晶屏之间进行画面切换，实现平滑的变焦显示。每增加一对透镜，焦平面数量会增加一倍，上图为64个焦平面的显示效果。

当然，Half Dome 3也属于短焦光学范畴，只不过和其它产品比，Half Dome 3厉害之处在于具有超短焦光学优势的情况下，还能带来出色的变焦显示能力。Oculus自称：这套光学方案定义了VR人体工学的最新技术水平。毫无疑问，超短焦目前已经成为发展趋势，因为未来VR肯定会朝着小型化、轻便化的方向去发展。

至于超短焦光学方案的诞生，京东方VR&AR战略部邹斌向青亭网表示：“超短焦光学方案对于VR设备小型化是很难绕开的一个门槛，对于改善佩戴体验有很重要的意义，未来会成为VR领域重要的发展方向之一。”虽然说超短焦能够带来更小巧、轻便的机身，对于VR小型化有很大帮助，但是它的缺点也是显而易见的，例如：FOV目前普遍偏小，LCD材质的小尺寸高分屏太少。

当下业界非常关注的Oculus在下一代PC VR方面的动作，本届OC6已经能够看出一些端倪，例如：即将在Quest上推出的手势识别、Half Dome 3中的光学方案，以及FRL研究院的眼球追踪，虚拟头像素和虚拟化身等，似乎将会成为下代Rift的几大亮点。目前来看，无论是VR一体机还是PC VR，小型化的趋势已经不可阻挡，能否成为主流虽然难肯定，但很可能会催生一个独特类别的产品，这类产品就是以便携为主要卖点。