Valve新專利可解決紗窗效應(yīng)

VR和AR設(shè)備的紗窗效應(yīng)一直是用戶抱怨的一個(gè)問題，在某種程度上，可以說它是代表設(shè)備的清晰度，體驗(yàn)度的重要指標(biāo)。

紗窗效應(yīng)是“低填充系數(shù)”的結(jié)果，就是說，像素點(diǎn)在單位面積內(nèi)填充數(shù)量太少（PPD太低），而AR和VR設(shè)備又是近眼顯示，離屏幕上的圖像很近時(shí)，人眼會(huì)直接看到顯示屏的像素點(diǎn)，使顯示的圖像變得不真實(shí)，就好比在紗窗之后看東西一樣。

紗窗效應(yīng)效果

紗窗效應(yīng)導(dǎo)致的問題是，由于AR和VR是實(shí)時(shí)渲染的，當(dāng)用戶的頭微微轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)感覺那條原本應(yīng)該靜止的細(xì)線（或者某些物體的邊緣線）像在閃爍或者舞動(dòng)一般。而對(duì)比度很高的物體邊緣會(huì)出分離式閃爍（sparkledistractingly）——用戶會(huì)看到一個(gè)像素在RGB幾種高純度顏色之間閃爍。

簡(jiǎn)單來說，紗窗效應(yīng)就是 一定面積的屏幕分辨率不足導(dǎo)致的問題。因此大部分OLED顯示的VR和AR設(shè)備都存在這種問題。

一般情況下，紗窗效應(yīng)的解決辦法都是從屏幕像素點(diǎn)排列，提升頭顯屏幕清晰度方面解決問題，比如光場(chǎng)顯示技術(shù)和眼動(dòng)追蹤渲染技術(shù)。前者制造的光場(chǎng)不存在像素填充不夠的問題，后者則是強(qiáng)行將用戶注視的位置渲染到?jīng)]有紗窗效應(yīng)。

最近， Valve公司公開一個(gè)專利，通過新的方法解決這個(gè)問題，在VR頭顯鏡片后面再加一個(gè)相位光學(xué)器件來混淆掉人眼對(duì)屏幕后像素點(diǎn)的對(duì)焦達(dá)到讓用戶看不到像素點(diǎn)的目的。

具體來說，相位光學(xué)器件包括在微透鏡之間具有0.6mmpitch（在兩個(gè)正交方向上）的微透鏡陣列，其中每個(gè)微透鏡具有85mm的曲率半徑。在具體的情況中，相位光學(xué)器件可以包括聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯材料（均為性能良好的光學(xué)材料），并且可以包括抗反射涂層。

常用的陣列是矩形微透鏡陣列，但根據(jù)特定的要求，微透鏡陣列同樣可以實(shí)現(xiàn)六邊形陣列。

光學(xué)器件增加了適當(dāng)?shù)南辔徽凵?，通過平衡微透鏡陣列引起像素點(diǎn)在小范圍內(nèi)的模糊，從而減小了角分辨率，同時(shí)匹配頭顯上的 RGB像素分辨率，這種情況下，角分辨率的降低必須做到像素之間的不連續(xù)，即分辨率的降低只能發(fā)生在一個(gè)像素上，不能影響到下一個(gè)像素。這時(shí)，人體自然的眼睛調(diào)節(jié)不能校正模糊，那么人眼也就不能不能分辨子像素。

前面的說明比較復(fù)雜，簡(jiǎn)單一點(diǎn)來說，就是這個(gè)相位光學(xué)器件可以給顯示的圖像加個(gè)濾鏡、磨個(gè)皮。

與現(xiàn)有的解決方案相比，Valve的專利并不能把顯示效果提升到比光場(chǎng)顯示和眼動(dòng)追蹤渲染更清晰、更真實(shí)的程度，但對(duì)于OLED屏幕顯示的頭顯來說，將分辨率提高至不存在紗窗效應(yīng)的情況顯然不現(xiàn)實(shí)，光場(chǎng)顯示和眼動(dòng)追蹤渲染門檻又要高很多，這種相位光學(xué)器件似乎就成了一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

有趣的是，LG也在去年末公開過一個(gè)類似的專利，該專利表示，LG在顯示面板和透鏡之間放置了“光漫射構(gòu)件”，將從顯示面板的透光區(qū)域發(fā)出的光擴(kuò)散到遮光區(qū)域，從而“提高顯示屏的成像質(zhì)量”。也就是說，在透鏡和顯示屏之間添加光學(xué)元件，想讓光擴(kuò)散到顯示屏上不發(fā)光的部分。和Valve的專利非常相似，只是具體用于折射的光學(xué)器件有所不同。

對(duì)于一些想讓圖像更清晰的頭顯來說，這項(xiàng)技術(shù)的視覺效果提升可能不是很大，但至少對(duì)于想讓圖像更有真實(shí)感的頭顯來說，這種技術(shù)還是很有必要的?；蛟S會(huì)成為大部分OLED屏幕顯示的頭顯的解決方案。