VR|Tested采访扎克伯格:揭秘四款VR原型机更多细节( 三 )





Half Dome 1
Half Dome 2:2019年的研发项目 , 重点是提升VR头显的舒适性 。 因此采用短焦Pancake透镜来取代Rift菲涅尔透镜 , 好处是可以将机身做得更薄 。 此外 , 利用了偏振特性来实现折叠光路 。



菲涅尔透镜vs Pancake透镜
而为了进一步减少马达的震动噪音 , DSR决定将步进马达改为音圈 , 用弯曲的小弹簧来代替导杆 , 从而减少摩擦等物理接触 。



Pancake模组的折叠光路
在Half Dome 2原型中 , DSR尝试了步进马达、Pancake透镜、音圈 , 甚至还尝试了隔音膜、可弯曲的转轴组合 。



 

Half Dome 3:从第三代开始 , Half Dome的透镜从机械系统升级为电子变焦系统 , 好处是少了机械噪音、震动 。 细节方面 , 这个电子变焦系统采用了一种几何相位透镜/Berry相位透镜结构 , 它可以将光线极化 , 与偏振器组合后 , 可改变偏振的方向 。 将这种结构多层叠加 , 便可实现多个焦点平面 。 比如 , Half Dome 3就有32个可切换的焦点平面 。



几何相位透镜/Berry相位透镜结构




不过 , 由于几何相位透镜上的电极吸收蓝光 , 因此看起来有点泛黄 , 叠加的层数越多 , 黄色越明显 , 甚至影响透光率 。 另外 , 还需要结合适合的畸变校正算法 。



据了解 , 通过调整SDK , Half Dome几乎可以运行所有Rift游戏 。 体验者表示 , 利用Half Dome动态变焦玩《Lucky’s Tale》等游戏时 , 可以将手柄移动到眼前 , 抓起虚拟物体近距离查看 , 效果足够好 。 而且眼球可以快速适应VR图像变化 , 并清楚对焦在近处的物体上 , 舒适度也足够好 。
【VR|Tested采访扎克伯格:揭秘四款VR原型机更多细节】


扎克伯格表示:除了游戏、社交外 , 未来VR办公也是一个关键应用场景 。 在工作场景中 , 清晰、舒适的文字阅读能力很重要 , 而且人眼将可以聚焦在近处的文字上 , 就像看电脑、看书那样 , 眼球和文字之间要保持一定距离(半米以内)才能看清楚 。 另外 , 动态变焦对于文字阅读也很重要 , 它可以允许你随时调整眼球和文字之间的距离 , 有助于缓解视觉疲劳、提升阅读舒适度 。



2 , Butterscotch原型
Butterscotch特点是具备高分辨率 , PPD达55 。 目的是探索VR分辨率的极限 , 比如未来分辨率提升到什么水平 , 视觉提升空间才越来越少 。 对于文字阅读场景来讲 , 现有的VR屏幕显示的文字已经具有可读性 , 但分辨率不够高意味着长时间阅读文字体验感不够舒适 。 为了优化文字阅读体验 , 则需要进一步提升VR分辨率 。

不过 , VR分辨率也受到其他软硬件技术限制 , 比如3D图形软件、引擎可渲染的像素数量有限 , 无法充分利用高PPD屏幕 , 或是电池容量有限 , 无法为高分辨率屏幕长时间供电 。 GPU、CPU、散热等因素也会带来限制 。
Meta Reality Labs科研部门DSR团队光学科学家Yang Zhao解析Butterscotch定制透镜模组:其中包含两个高精度玻璃镜片 , 优势是表面质量更高 , 缺点是重 。 此外 , 还有一个可衍射光线的特制透镜 , 与Half Dome 3使用的透镜类似 。



这个衍射透镜的特性是 , 可将光线以(和玻璃透镜)相反的顺序分散 。 将玻璃透镜和衍射透镜组合后 , 可显示清晰的图像 。
Butterscotch的PPD虽然达到55 , 它是搭配了一块现阶段3K分辨率屏幕并将视场角缩小才实现 , FOV仅为多数VR头显的一半 , 也就是50°左右 。