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(bào)告預(yù)測，VR頭顯安裝基數(shù)會(huì)在2023年達(dá)到約2500萬臺(tái)。盡管如此，相比于無處不在的手機(jī)，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(jī)、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(jī)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(shí)際角度出發(fā)，由于XR頭顯在人體工學(xué)、顯示技術(shù)等方面的局限，你很少看到有人在飛機(jī)上用XR頭顯。近期，AR/VR光學(xué)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(diǎn)評蘋果Vision Pro頭顯的第三篇。

為什么你看不到飛機(jī)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(dāng)年大多數(shù)筆記本電腦差不多，甚至高于當(dāng)時(shí)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(jī)上看到有人戴頭顯，可看作是AR/VR進(jìn)入主流的一個(gè)“標(biāo)志”。因?yàn)榻?jīng)常坐飛機(jī)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(dá)到一定量級，但是我從來沒有看到有人在飛機(jī)、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(xué)等因素。

實(shí)際上，在飛機(jī)上你更?？吹匠丝褪褂闷桨咫娔X、手機(jī)，而不是VR頭顯。盡管一些機(jī)場也有VR設(shè)備展廳，但實(shí)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(jià)格，在人體工學(xué)、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(rèn)為，蘋果在WWDC發(fā)布會(huì)上宣傳VR觀影的這個(gè)應(yīng)用場景并不意外，因?yàn)檫@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(xué)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(yàn)，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(dòng)等微動(dòng)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(jì)提供了靈感。

?報(bào)紙專欄寬度占人眼FOV約6.6°

而佐治亞理工學(xué)院教授Thad Starner曾指出，受制于眼球運(yùn)動(dòng)的機(jī)械限制，顯示屏的水平FOV不應(yīng)超過55°，其中有效的眼動(dòng)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(shí)間與FOV大小關(guān)系

也就是說，由于看電影是一個(gè)長時(shí)間凝視/無需轉(zhuǎn)頭的過程，在VR中看電影實(shí)際上不像VR游戲那樣需要那么大的FOV?，F(xiàn)實(shí)情況是，人眼盯著40°到50°高分辨率畫面時(shí)，只用幾分鐘就會(huì)感覺視覺疲勞。

因此，電影畫面最好保持在20°水平，當(dāng)畫面超過30°時(shí)，用戶可能會(huì)需要轉(zhuǎn)頭看，而不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)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(xì)節(jié)，一定程度上是多余的。

作為對比，SMTPE標(biāo)準(zhǔn)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(gè)視場角，那么很大程度上會(huì)導(dǎo)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(gè)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(shí)際觀看時(shí)，圖像邊緣鋸齒應(yīng)該會(huì)肉眼可見。而據(jù)一些體驗(yàn)過Vision Pro的人反饋，該頭顯的紗窗效應(yīng)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(gè)像素，依據(jù)THX 40°視場角標(biāo)準(zhǔn)，人眼中間的清晰區(qū)域約水平1635像素，而SMTPE的30°標(biāo)準(zhǔn)，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(shí)，實(shí)際上適合人眼觀看的清晰區(qū)域（HTX或SMTPE標(biāo)準(zhǔn)）的像素?cái)?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(huì)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(yán)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(gè)方向是上方。如果人眼前看到的運(yùn)動(dòng)與前庭系統(tǒng)感知到的運(yùn)動(dòng)不相符，就容易引起惡心、眩暈等癥狀，暈車、暈機(jī)、暈船也是類似的概念。

VOR原理

VOR是人體的生理反射，特點(diǎn)是可以保證人在運(yùn)動(dòng)過程中，眼球可通過同步的反向運(yùn)動(dòng)，將視覺目標(biāo)準(zhǔn)確、穩(wěn)定固定在視網(wǎng)膜黃斑處。效果類似于相機(jī)的防抖云臺(tái)，可以很好的穩(wěn)定人的視線，因此即使你的頭部在運(yùn)動(dòng)，依然可以閱讀文檔。

通常，VOR基于內(nèi)耳檢測方向，如果一個(gè)人僅通過頭部和眼球運(yùn)動(dòng)來追蹤圖像或物體，VOR效果會(huì)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(yùn)動(dòng)來動(dòng)態(tài)渲染圖像，顯示的內(nèi)容可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)耳、眼球檢測到的數(shù)據(jù)不一致，從而引起暈動(dòng)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(xì)微的眼跳、掃視動(dòng)作，或是能否與頭部追蹤數(shù)據(jù)結(jié)合，實(shí)時(shí)模擬人眼的VOR效果。

Guttag指出，在飛機(jī)等長途移動(dòng)場景中，與前庭相關(guān)的暈動(dòng)問題可能還會(huì)加重。因此，Vision Pro還需要識別用戶內(nèi)耳前庭感知到的運(yùn)動(dòng)，才能很好的減少暈動(dòng)癥狀。

VR觀影：妥協(xié)的體驗(yàn)

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(yàn)不好。而且無論是否鎖定屏幕位置，體驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)：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(dòng)頭部。不過如果轉(zhuǎn)頭幅度過大，虛擬屏幕可能會(huì)被不自然切斷。而且，這也非?？简?yàn)頭顯定位追蹤的延遲以及是否容易帶來暈動(dòng)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(dāng)2D/3D電影重新采樣到虛擬場景時(shí)，分辨率也會(huì)有額外的損失，并可能出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)/時(shí)間偽影。Guttag指出，Vision Pro將24幀的影片插幀實(shí)現(xiàn)96Hz刷新率，這可能會(huì)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(dá)》電影demo，這種觀影形式長期的體驗(yàn)感可能不舒適。

人體工學(xué)問題

在乘飛機(jī)時(shí)，由于飛行時(shí)間至少幾個(gè)小時(shí)，在這種長時(shí)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(huì)散發(fā)熱量的頭顯來看電影，體驗(yàn)感可能并不理想。

再考慮到Vision Pro采用分體式設(shè)計(jì)，一塊電池續(xù)航大約僅2小時(shí)，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(jī)上的空乘人員、乘客可能會(huì)來回走動(dòng)，每當(dāng)有人靠近你時(shí)，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(yàn)者預(yù)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(shí)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(shí)還需要保護(hù)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(yàn)，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(shí)現(xiàn)更完善的視覺體驗(yàn)，還要投入更多倍的努力。參考：KG