Seit der zweiten Hälfte des Jahres 2015 hat die virtuelle Realität mit VR viel Aufmerksamkeit erhalten und zeigt einen heißen Trend. Insbesondere HTC, Oculus und Sony haben ihre VR-Headset-Produkte auf der Basis von Computer- und Heimspielkonsolen auf den Markt gebracht, was die Popularisierung der virtuellen Realität mit VR weiter vorantreibt.
Und VR gilt als das nächste revolutionäre Feld, insbesondere im Gaming-Markt können VR-Geräte ein völlig anderes immersives Erlebnis bieten.
Aber wir können nicht nur die verschiedenen Marken von VR-Geräten und ihre Hardwarespezifikationen kennen. Wir sollten einige ihrer Funktionsprinzipien bei VR-Helmen verstehen, damit wir besser verstehen können
Was ist virtuelle Realität?
Zunächst müssen wir die beiden grundlegenden Begriffe „Sichtfeld“ und „Tiefenwahrnehmung“ verstehen, die funktionelle Effekte darstellen.
1. Was ist das Sichtfeld?
Besonders wichtig bei der virtuellen Realität ist das Sichtfeld der Umgebung zu jedem Zeitpunkt. Je größer das Sichtfeld, desto leichter ist es für den Benutzer, sich so zu fühlen, als ob er sich dort befände. Das menschliche Sehvermögen besteht aus zwei Sichtfeldern.
Monokulares Sichtfeld bezieht sich auf das Sichtfeld eines Auges. Normalerweise ist der horizontale Winkel des monokularen Sichtfelds der Winkel zwischen Nase und Pupille, der zwischen 170° und 175° liegt. Das Sichtfeld der Nase beträgt normalerweise 60° bis 65°. Je größer die Nase, desto kleiner das Sichtfeld. Das Sichtfeld des Schläfenbeins, das durch die Pupille und den Kopf gebildet wird, ist breiter und liegt normalerweise zwischen 100° und 110°.
Interessanterweise variieren die sichtbaren Farben je nach Sichtfeld.
Für die meisten Menschen ist das binokulare Sichtfeld eine Kombination aus zwei monokularen Sichtfeldern. In der Kombination beträgt der Betrachtungswinkel normalerweise 200°-220°. Der überlappende stereoskopische Teil der beiden monokularen Sichtfelder ist das binokulare Sichtfeld und wir können 3D-Objekte sehen.
Das weite Sichtfeld vermittelt ein Gefühl von Immersion und Präsenz. Ob in der realen Welt oder in einem virtuellen Headset, die meisten Aktionen finden im stereoskopischen binokularen Sichtfeld statt.
2. Wie Tiefenwahrnehmung funktioniert
Das Gehirn nimmt die Tiefe um sich herum auf drei clevere Arten wahr. Wenn Sie die tatsächliche Größe des Objekts kennen, können Sie anhand der Größe des von den Augen wahrgenommenen Objekts auf die Entfernung des Objekts schließen. Beispielsweise erscheint ein nahes Auto größer als ein weiter entferntes Auto auf einem Parkplatz. Außerdem dringen nahe Objekte schneller in die Netzhaut ein als weit entfernte Objekte.
Wenn Sie aus dem Autofenster schauen, sind die Bäume in der Ferne fast bewegungslos, aber wenn Sie blinzeln, werden Sie das Schild höchstwahrscheinlich übersehen. Schließlich beträgt der Abstand zwischen den Augen etwa 64 mm, und die verschiedenen Objekte werden in das Gehirn eingegeben und zu einem 3D-Bild kombiniert. Je größer der Unterschied in den Bildern ist, desto ausgeprägter ist der Effekt. So wirken nahe Objekte dreidimensionaler und tiefer, während entfernte Objekte flacher erscheinen.
3. Sichtfeld für Hersteller von VR-Headsets
Wenn es um das VR-Sichtfeld geht, ist die Linse der begrenzende Faktor, nicht die Pupille. Um ein breiteres Sichtfeld zu erhalten, müssen Sie den Abstand zur Linse verkürzen oder die Linse vergrößern.
Diese Fragen müssen sich Hersteller von VR-Virtual-Reality-Geräten stellen.
Bei dünneren Linsen vergrößert sich der Abstand zwischen Linse und Display und die Größe des Headsets nimmt zu.
Die Verwendung dickerer Linsen (kürzere Brennweiten zum Vergrößern von Objekten) verkürzt den Abstand zum Display. Die Dicke der Linse bringt jedoch aufgrund geometrischer Verzerrungen und chromatischer Aberration neue technische Herausforderungen mit sich. Aufgrund der stärkeren Vergrößerung ist ein Display mit höherer Auflösung erforderlich, um den Bildschirmfenstereffekt zu vermeiden (d. h. Sie sehen ein einzelnes Pixel).
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Größe des Headsets zu ändern und den Abstand zwischen den Linsen und den Augen zu vergrößern. Dadurch wird jedoch das Sichtfeld kleiner, was bei aktuellen kleinen Headsets ein häufiges Problem ist. Es wird eine dicke Linse verwendet, aber der Abstand zwischen der Linse und dem Auge ist zu gering.
Natürlich kann man mit Linsen mit größerem Durchmesser das Sichtfeld vergrößern, aber es gibt auch einige neue Herausforderungen. Die Mitte der großen Linse wird auch dicker sein und das Gewicht wird entsprechend zunehmen. Dieses Problem kann durch Fresnel-Linsen gelöst werden. Das zweite Problem ist jedoch, dass große Linsen, egal welcher Linsentyp verwendet wird, mehr optische Aberrationen verursachen.
Alle oben genannten Faktoren müssen bei der Herstellung eines Headsets berücksichtigt werden. Weites Sichtfeld, aber stellen Sie sicher, dass das Headset nicht zu groß oder zu schwer ist, während gleichzeitig das bestmögliche Erlebnis gewährleistet bleibt.
Um den Anzeigeeffekt von HMDs mit fester Größe in der virtuellen VR-Realität besser zu stabilisieren, basieren die von mehreren gängigen VR-HMDs verwendeten Linsenmodi alle auf Fresnel-Linsen.
Es gibt beträchtliche Ingenieurerfahrung im Bau winziger Strukturen im Nanomaßstab. All dies bedeutet, dass wir durch die Auswahl unserer Produkte das Produkt für die von Ihnen gewünschten Ergebnisse optimieren können. Diese extrem optimierte VR-Linse könnte bald auf dem Verbrauchermarkt erhältlich sein und sich somit für Sie als Marktverkäufer sehr gut eignen.