Virtuální realitě VR se od druhé poloviny roku 2015 dostává různé pozornosti a její pozornost vykazuje žhavý trend. Zejména HTC, Oculus a Sony uvedly na trh své produkty VR headset založené na počítačových a domácích herních konzolích, což dále podporuje popularizaci virtuální reality VR.
A VR je považována za další revoluční oblast, zejména na herním trhu mohou zařízení VR přinést zcela jiný pohlcující zážitek.
Nemůžeme ale jen znát různé značky zařízení VR a jaké mají hardwarové specifikace. Měli bychom pochopit některé z jejich pracovních principů na VR helmách, abychom mohli lépe porozumět
Co je virtuální realita?
Nejprve musíme pochopit dva základní pojmy – zorné pole a vnímání hloubky, které představují funkční efekty.
1. Jaké je zorné pole?
Zorné pole nebo okolní prostředí v každém okamžiku je zvláště důležitým faktorem virtuální reality. Čím širší je zorné pole, tím snazší je pro uživatele pocit, že tam jsou. Lidské vidění se skládá ze dvou zorných polí.
Monokulární FOV označuje zorné pole jednoho oka. Normálně je horizontální úhel monokulárního zorného pole úhel mezi nosem a zornicí, který je mezi 170°-175°. Zorné pole nosu je obvykle 60°-65°, čím větší nos, tím menší zorné pole. Zorné pole spánkové kosti tvořené zornicí a hlavou je širší, obvykle mezi 100° a 110°.
Je zajímavé, že viditelné barvy se v různých zorných polích liší.
Pro většinu lidí je binokulární zorné pole kombinací dvou monokulárních zorných polí. Při kombinaci je pozorovací úhel obvykle 200°-220°. Překrývající se stereoskopická část dvou monokulárních zorných polí je binokulární zorné pole a můžeme vidět 3D objekty.
Široké zorné pole pomáhá vytvořit pocit ponoření a přítomnosti. Ať už ve skutečném světě nebo ve virtuální náhlavní soupravě, většina akcí se odehrává ve stereoskopickém binokulárním zorném poli.
2. Jak funguje vnímání hloubky
Mozek vnímá hloubku kolem sebe třemi chytrými způsoby. Znáte-li skutečnou velikost předmětu, můžete odvodit vzdálenost předmětu na základě velikosti předmětu viděného očima. Například auto, které je blízko, se bude zdát větší než auto, které je na parkovišti dále. Také předměty, které jsou blízko, vstoupí do sítnice rychleji než předměty, které jsou daleko.
Když se podíváte z okna auta, stromy v dálce jsou téměř nehybné, ale když mrknete, značku s největší pravděpodobností přehlédnete. A konečně, vzdálenost mezi očima je asi 64 mm a různé objekty jsou vkládány do mozku a kombinovány do 3D obrazu. Čím větší je rozdíl v obrázcích, tím výraznější je efekt. Blízké objekty tedy vypadají více trojrozměrně s pocitem hloubky, zatímco vzdálené objekty jsou plošší.
3. Zorné pole pro výrobce VR headsetů
Pokud jde o zorné pole VR, limitujícím faktorem je čočka, nikoli zornice. Chcete-li získat širší zorné pole, musíte zkrátit vzdálenost od objektivu nebo zvětšit velikost objektivu.
Výrobci virtuální reality VR musí tyto otázky zvážit.
S tenčími čočkami se zvětšuje vzdálenost mezi čočkou a displejem a zvětšuje se velikost headsetu.
Použití silnějších čoček (kratší ohniskové vzdálenosti pro zvětšení objektů) zkrátí vzdálenost k displeji. Ale tloušťka čočky přináší nové technické výzvy kvůli geometrickému zkreslení a chromatické aberaci. Kvůli zvýšenému zvětšení je vyžadováno zobrazení s vyšším rozlišením, aby se zabránilo efektu okna obrazovky (to znamená, že uvidíte jeden pixel).
Další možností je zafixovat velikost náhlavní soupravy a zvětšit vzdálenost mezi čočkami a očima. Ale zorné pole se zmenší, což je častý problém současných malých headsetů. Používá se tlustá čočka, ale vzdálenost mezi čočkou a okem je příliš malá.
Pro zvětšení zorného pole lze samozřejmě použít objektivy s větším průměrem, ale existují také některé nové výzvy. Střed velké čočky bude také tlustší a tomu se zvýší i hmotnost. Tento problém lze vyřešit Fresnelovými čočkami. Ale druhým problémem je, že bez ohledu na to, jaký typ objektivu je použit, velké objektivy způsobují více optických aberací.
Při výrobě headsetu je třeba vzít v úvahu všechny výše uvedené faktory. Široké zorné pole, ale ujistěte se, že náhlavní souprava není příliš velká nebo příliš těžká, aby byl zachován nejlepší možný zážitek.
Pro lepší stabilizaci efektu zobrazení HMD s pevnou velikostí ve virtuální realitě jsou režimy objektivu používané několika běžnými VR HMD navrženy na základě Fresnelových čoček.
Existují značné inženýrské zkušenosti se stavbou drobných struktur v nanoměřítku. To vše znamená, že výběrem našich produktů můžeme optimalizovat produkt k požadovaným výsledkům a tento extrémně optimalizovaný objektiv pro VR může být brzy dostupný na spotřebitelském trhu, díky čemuž bude pro vás velmi dobrý v prodeji na trhu.