VR透镜的原理 VR透镜是什么

VR透镜在VR沉浸感的体验中也占了很大一块，那么VR透镜的原理是什么呢？

VR透镜的原理

首先，先闲聊一下VR眼镜的结构：透镜+屏幕。

如果屏幕是直接嵌入在头盔的，并且不需要连接PC(此时头盔必然装有高性能的芯片+软件系统来运行VR内容，比如游戏)，可称为VR一体机。比如大朋VR一体机。

如果屏幕直接嵌入头盔，但是要连接PC，VR内容(比如游戏)的运行都在PC，可称为VR头盔(分体机)。

比如Oculus Rift, Microsoft Holo, HTC VIVE。

如果只有眼镜，没有屏幕，而是外接各种型号的手机作为屏幕，那可称为VR镜架。比如三星Gear VR，暴风魔镜。

下图是眼睛/屏幕/透镜的关系图, 由图可知视场角是α*2。

透镜其实就是放大镜，为何要放大?因为人有明视距离，太近的东西看不清楚。一般大于25cm的距离才能看清楚。

想必你把手机直接放在你眼前5cm，你是看不清屏幕的东西吧。

有人就要问了，那可以把手机放到25cm外呀?其实，那更不行了，25cm，意味着这个镜架的长度至少25cm了，这么大，戴到头上如何受得了!

既然是放大镜，那根据放大镜原理，屏幕必须放在焦距以内，才能放大。

放大以后，人眼看到的虚像位置，符合下面的公式：

根据公式，假设焦距f=7cm,物距(屏幕到透镜中心距离)u=6cm, 那么虚像位置就是42cm。满足人的明视距离大于25cm的要求。

现在VR设计，一般透镜在眼前1-1.5cm处，屏幕距透镜3-6cm，虚像成像在眼前25cm-50cm左右。

对于近视，像距需要变短，而物距(屏幕与透镜距离)一般做好了就无法改变，所以可以增大焦距f，即通过换透镜来改善。

此外，在设计VR时，在物距，焦距等几个参数的调整中，基本都是几毫米的微调。

需要权衡虚像距离过大(放大倍数大)而带来的像素颗粒感问题和虚像距离过近而带来的不够明视距离、视野较小等问题。