在過去25年里，AR/VR頭顯顯示技術(shù)得到長足發(fā)展，采用的屏幕規(guī)格越來越高。據(jù)早前報告預測，VR頭顯安裝基數(shù)會在2023年達到約2500萬臺。盡管如此，相比于無處不在的手機，我們幾乎看不到周圍有人隨身攜帶AR/VR頭顯，只有極少數(shù)愛好者、從業(yè)者才可能在飛機、火車上用頭顯看電影。
盡管如此，蘋果在WWDC 2023的Vision Pro宣傳視頻中，自信的演示了在飛機上使用XR頭顯的潛在場景。的確，用頭顯看電影可以比平板電腦更沉浸，理論上能減少周圍環(huán)境干擾，而且在外人看起來挺酷炫。但從實際角度出發(fā)，由于XR頭顯在人體工學、顯示技術(shù)等方面的局限，你很少看到有人在飛機上用XR頭顯。近期，AR/VR光學專家Karl Guttag在一篇新文章中解釋了這一現(xiàn)狀背后的原因，這也是他點評蘋果Vision Pro頭顯的第三篇。
(資料圖)
為什么你看不到飛機上VR觀影的人
Glasstron背景透視效果
Guttag指出，在過去30年前，索尼Glasstron等穿戴顯示器/近眼顯示器已經(jīng)出現(xiàn)，Glasstron搭載了800x600分辨率（SVGA）顯示屏，分辨率與當年大多數(shù)筆記本電腦差不多，甚至高于當時所有電視。此外，還支持一定程度的環(huán)境透視（基于高透光LCD/LCD快門）。
Guttag指出，在飛機上看到有人戴頭顯，可看作是AR/VR進入主流的一個“標志”。因為經(jīng)常坐飛機的人群通常收入高中產(chǎn)或以上階層，且更愿意購買最新的數(shù)碼電子產(chǎn)品。
盡管VR頭戴設(shè)備的顯示效果越來越好，到了2023年VR活躍用戶已經(jīng)達到一定量級，但是我從來沒有看到有人在飛機、火車上使用VR的人（VR發(fā)燒友除外），這是為什么呢？成本并不是最主要的原因，一定還有其他原因，比如人體工學等因素。
實際上，在飛機上你更常看到乘客使用平板電腦、手機，而不是VR頭顯。盡管一些機場也有VR設(shè)備展廳，但實際購買和使用的人不多。出現(xiàn)這樣的情況，背后可能有多種因素，除了價格，在人體工學、使用模式等方面也有潛在局限。的確，VR的分辨率用來看電影并不夠理想，但并未阻止部分人們用頭顯觀影，或許可以假設(shè)，大多數(shù)人沒這么做可能與其他因素有關(guān)。
Guttag認為，蘋果在WWDC發(fā)布會上宣傳VR觀影的這個應用場景并不意外，因為這在過去25年中很多家公司都有嘗試。但是，目前還不能確定Vision Pro能否通過高端的硬件配置、更好的人體工學來改變這一現(xiàn)狀。
人眼注意力和屏幕尺寸的關(guān)系
舒適的觀影體驗，需要考慮到人眼正常視場角范圍。
Guttag指出，人眼視場角內(nèi)最清晰的區(qū)域（視網(wǎng)膜中央凹）僅占2°，你眼前看到的圖像是眼球通過掃視、跳動等微動作捕捉并拼湊在一起的結(jié)果。為了保證人眼舒適性，電影屏幕所占的理想視場角大約在30°到40°之間，這也為潛在的AR/VR頭顯設(shè)計提供了靈感。
報紙專欄寬度占人眼FOV約6.6°
而佐治亞理工學院教授Thad Starner曾指出，受制于眼球運動的機械限制，顯示屏的水平FOV不應超過55°，其中有效的眼動范圍只有45°，而舒適的觀看區(qū)域可能不超過10°到20°左右。
舒適觀看時間與FOV大小關(guān)系
也就是說，由于看電影是一個長時間凝視/無需轉(zhuǎn)頭的過程，在VR中看電影實際上不像VR游戲那樣需要那么大的FOV。現(xiàn)實情況是，人眼盯著40°到50°高分辨率畫面時，只用幾分鐘就會感覺視覺疲勞。
因此，電影畫面最好保持在20°水平，當畫面超過30°時，用戶可能會需要轉(zhuǎn)頭看，而不會轉(zhuǎn)動眼球，這情況在電影院前排、或者大尺寸顯示器上同樣存在。換句話說，在不轉(zhuǎn)頭的情況下，人眼主要注意在屏幕中心30°范圍的畫面，超出的FOV雖然可以營造沉浸感，但人眼難以捕捉其細節(jié)，一定程度上是多余的。
作為對比，SMTPE標準定義高清電視的最佳觀看角度也只有30°，THX定義則在40°。
而在電影院中，前排座椅看到的電影畫面大約60°，因此人們更愿意坐后排，避免因屏幕占視野范圍過大而頻繁轉(zhuǎn)頭。相同的例子，Quest 2的FOV大約90°，如果將電影畫面填滿整個視場角，那么很大程度上會導致人眼視覺疲勞。
PPD低于視網(wǎng)膜分辨率
通常，大家用60ppd來形容20/20視力下的人眼視網(wǎng)膜的分辨率水平。根據(jù)蘋果公司公布的數(shù)據(jù)，雙屏共2300萬像素，屏幕比例約7:6，單屏分辨率約3680×3150，那么估算出Vision Pro的PPD約35-42之間。
這個水平比主流VR頭顯高不少（Quest 2的PPD約為21），但用來看電影還是不夠理想。在實際觀看時，圖像邊緣鋸齒應該會肉眼可見。而據(jù)一些體驗過Vision Pro的人反饋，該頭顯的紗窗效應與PPD35-40左右的頭顯差不多。
觀看距離與FOV關(guān)系
據(jù)此前的一些猜測，Vision Pro的視場角單眼90°左右（雙眼約106°），單眼水平3680個像素，依據(jù)THX 40°視場角標準，人眼中間的清晰區(qū)域約水平1635像素，而SMTPE的30°標準，清晰區(qū)域水平約1226像素。對比來看，人眼中間清晰區(qū)域的像素不到1080p，圖像邊緣可能存在鋸齒等情況。
盡管Vision Pro宣稱單眼擁有比4K電視更多像素，但在播放電影時，實際上適合人眼觀看的清晰區(qū)域（HTX或SMTPE標準）的像素數(shù)量并不高。而如果將電影鋪滿頭顯完整視場角，那么視覺觀感會比電影院前排更近，容易視覺疲勞。
不過Guttag也表示：分辨率低和鋸齒問題并不嚴重，這些問題并不是妨礙人們使用VR觀音的主要因素。
前庭眼反射（VOR）
通常，人體通過三種感官來保持平衡，其中內(nèi)耳器官的前庭感知（VOR）可識別頭部的方向，以及哪個方向是上方。如果人眼前看到的運動與前庭系統(tǒng)感知到的運動不相符，就容易引起惡心、眩暈等癥狀，暈車、暈機、暈船也是類似的概念。
VOR原理
VOR是人體的生理反射，特點是可以保證人在運動過程中，眼球可通過同步的反向運動，將視覺目標準確、穩(wěn)定固定在視網(wǎng)膜黃斑處。效果類似于相機的防抖云臺，可以很好的穩(wěn)定人的視線，因此即使你的頭部在運動，依然可以閱讀文檔。
通常，VOR基于內(nèi)耳檢測方向，如果一個人僅通過頭部和眼球運動來追蹤圖像或物體，VOR效果會受到抑制。換句話說，由于AR/VR頭顯主要根據(jù)用戶眼球和頭部運動來動態(tài)渲染圖像，顯示的內(nèi)容可能會導致內(nèi)耳、眼球檢測到的數(shù)據(jù)不一致，從而引起暈動癥。
盡管蘋果宣稱通過R1芯片大幅消除傳感器和顯示器之間的延遲，但目前還不確定Vision Pro的眼球追蹤系統(tǒng)能否檢測到細微的眼跳、掃視動作，或是能否與頭部追蹤數(shù)據(jù)結(jié)合，實時模擬人眼的VOR效果。
Guttag指出，在飛機等長途移動場景中，與前庭相關(guān)的暈動問題可能還會加重。因此，Vision Pro還需要識別用戶內(nèi)耳前庭感知到的運動，才能很好的減少暈動癥狀。
VR觀影：妥協(xié)的體驗
簡單來講，在VR頭顯中看電影主要有兩種形式：
一種是放大至全屏，幾乎填滿VR屏幕，這種方式更適合FOV較小的頭顯，在大FOV頭顯上體驗不好。而且無論是否鎖定屏幕位置，體驗都不友好；
另一種是錨定至合適的位置，如將電影屏幕縮小至傳統(tǒng)屏幕的標準：30°-40°FOV，那么便可一定程度減少視覺疲勞，允許用戶靈活轉(zhuǎn)動頭部。不過如果轉(zhuǎn)頭幅度過大，虛擬屏幕可能會被不自然切斷。而且，這也非常考驗頭顯定位追蹤的延遲以及是否容易帶來暈動癥。
不管哪種方式，在Vision Pro頭顯上，由于PPD限制，圖像鋸齒都可能肉眼可見。尤其是當2D/3D電影重新采樣到虛擬場景時，分辨率也會有額外的損失，并可能出現(xiàn)運動/時間偽影。Guttag指出，Vision Pro將24幀的影片插幀實現(xiàn)96Hz刷新率，這可能會造成額外的視覺偽影。
蘋果在WWDC上展示了FOV大約70°-90°的《阿凡達》電影demo，這種觀影形式長期的體驗感可能不舒適。
人體工學問題
在乘飛機時，由于飛行時間至少幾個小時，在這種長時間空氣不流通的場景中，如果讓人一直佩戴有一定重量、貼臉、且會散發(fā)熱量的頭顯來看電影，體驗感可能并不理想。
再考慮到Vision Pro采用分體式設(shè)計，一塊電池續(xù)航大約僅2小時，可能不足以看完一部電影。而且，電源線也可能妨礙使用，甚至意外斷開連接。
更重要的是，飛機上的空乘人員、乘客可能會來回走動，每當有人靠近你時，都可能觸發(fā)Vision Pro透視模式，打破觀影的沉浸感。
便攜性方面，盡管據(jù)體驗者預測Vision Pro重量大約在453-680g之間，比Macbook Pro輕幾倍，但由于頭顯要厚的多，實際上可能比筆記本電腦更占空間。而且，由于Vision Pro采用玻璃外殼，在隨身攜帶時還需要保護套，以避免磕碰。
Karl提出90/90原則，90%的精力可以解決90%問題提升產(chǎn)品體驗，而另外10%的問題同樣需要90%精力完成，這10%的問題付出工作量并不成正比。雖然Vision Pro在顯示屏幕、延遲、眼球追蹤等方面可能比競品更好，但人們更喜歡通過直視的設(shè)備上看電影。因此，想要想實現(xiàn)更完善的視覺體驗，還要投入更多倍的努力。參考：KG
責任編輯：Rex_27
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