为什么大鹏E4和PSVR2都选择菲涅尔透镜？

1823年，第一个菲涅尔透镜安装在吉伦特河口的戈尔杜昂灯塔，照明距离可达32公里。谁也没有想到，这个小镜头在200年后成为了VR头显光学解决方案的核心部件。

菲涅尔透镜由一系列蚀刻在塑料中的同心凹槽组成。凭借其超薄轻质的结构、尺寸选择和出色的聚光能力，它们适用于包括VR 在内的各种应用。时至今日，该镜头依然广泛应用于业界一流的设备中，例如索尼的PSVR2、大鹏的大鹏E4等。

菲涅尔透镜诞生200年后，为何仍被选为一流的VR头戴显示设备？它在光学方案中能发挥什么作用？与另一主流镜头——Pancake相比，菲涅尔镜头有哪些优势和独特之处？

亮度，“双眼重叠”的视觉冲击

在应用于VR 之前，菲涅尔透镜最常见的用途是收集阳光。

得益于其优异的集光特性，菲涅尔透镜能够以更高的效率收集太阳光，并将其组合成更高能量、更明亮的光线。而这一特性在VR光学解决方案中得到了重用。

为了让VR内屏显示的视觉内容足够清晰，除了对清晰度、分辨率等参数要求较高外，还需要足够的亮度支持。目前Pancake还没有进化到合理的范围，光学利用率只有10%-20%。大多数使用这种光学解决方案的VR（一体机）都容易出现图像暗淡和模糊的情况。

使用菲涅尔透镜的VR设备，比如大鹏E4，在亮度方面更让人放心。

在VR 游戏中，背景通常是黑暗的。如果不能提供高亮度，很容易造成可视性不佳，影响游戏体验。 Pancake如果想弥补这个缺点，就只能采用成本更高的硅基OLED，而最终的价格也是有目共睹的。

除了亮度之外，“双眼重叠”对于视觉体验也有一定的加持，尤其是在沉浸感和眼部疲劳方面。

所谓“双目重叠”是指双目立体视觉系统的重叠部分。应用于VR时，可以使体验者在虚拟空间中具备辨别“远、近、浅”的能力，进一步增强沉浸感。

目前市面上的VR主要采用“全重叠”和“部分重叠”两种双目重叠方式。 “部分重叠”弥补了缺陷，但这种重叠方式也容易造成“双眼竞争”，增加眼睛的负担。

大鹏E4采用的菲涅尔透镜则无需担心这一点，直接采用“完全重叠”的方案，让用户双眼看到完全相同的内容，无需融合或处理，减少眼睛疲劳，保证画面的真实感。

在Youtube上拥有数万订阅者的VR老牌MRTV（混合现实电视）在体验了Dipper E4后表示，“你的耳机（混合现实E4）是我见过的所有耳机中性能最好的。最佳的双目重叠性能。”

除了上述差异外，菲涅尔透镜在影响沉浸感和沉浸感的重要因素——视场角（Fov）方面也具有显着优势。

116视场角非常接近人眼

一般来说，视场越大，越接近真实视场，带来更高的沉浸感和代入感。要实现VR的核心使命，它是任何VR最重要的性能参数。由于Pancake光学方案中的透镜数量较多，除了影响光学效率外，还会导致理论上可实现的视场更加有限，上限较低。这也很好地解释了市面上大部分采用Pancake的一体机，视场角基本在90-105范围内波动。

正因为如此，在PSVR2 刚刚发布时接受外媒AV Watch 采访时，PSVR2 开发负责人Yasuo Takahashi 在回答“为什么使用菲涅尔透镜而不是Pancake”的问题时表示：“在光学设计方面， PSVR2的重点是拓宽视野。PSVR1的水平视野为100，而PSVR2将这个值增加到110。菲涅尔透镜没有Pancake的视场上限，理论上可以达到很高的水平，而大鹏E4的视场角可以达到116，非常接近120的自然视场角。人类的眼睛。

因此，大鹏E4呈现的视觉体验也是高品质的。佩戴大鹏E4玩大部分VR游戏时，几乎看不到视野的边框，仿佛真的身处另一个现实世界。

当然，有得也有失。当获得更高的视野时，视觉体验的破坏者“扭曲”也会出现。为此，大鹏E4在算法层面也做了很多努力。通过计算视线焦点、屏幕映射点等多个维度的坐标，经过一系列精密计算，最终实现“反畸变”处理，畸变程度接近于零。

还有最常被诟病的菲涅尔透镜的重量问题。大鹏E4也做出了相应的调整，去掉了一些不改变光路的结构，最终将主机重量减轻到了285g，让玩家的颈椎更轻，游戏体验更好。舒服的。

总的来说，采用菲涅尔透镜的大鹏E4基本克服了菲涅尔本身的一些缺陷，放大了其高光效、高视场等优势，最终带来了更加出色的视觉体验。

此外，大鹏E4还配备了夏普定制的5.46英寸Fast-LCD屏幕，可提供4K分辨率和120Hz刷新率，并利用DP直连传输的低损耗、低延迟特性将其保存下来。

飞行驾驶游戏——B站的UP“Diablohu”在视频中提到，与主流一体机（使用Pancake）相比，大鹏E4可以清晰地看到仪表板上的暗红色字符，并且没有模糊的情况或昏暗。除了菲涅尔透镜的亮度之外，直连的无损传输也起到了关键作用，让4K原生画质得以呈现。

此外，凭借毫米级精度手柄和可适配Steam VR的7000+游戏库，成为名副其实的“VR游戏利器”，足以让玩家畅玩3A大作，享受探索的乐趣虚拟世界。