为什么说AR头显的透光性与FOV同等重要？

Esther｜ 编辑

此前，在《为什么说AR头显并非FOV越大体验感越好？》一文中，光学显示专家Karl Guttag曾提出“AR与VR不同，并不一定要追求大视场角”的说法，并且认为用户余光的可见范围对于提升视觉体验感也同样重要，因为人眼的余光对于周围的运动足够敏感，所以为了保证用户安全，这部分区域需要尽量避免遮挡。

Guttag指出，对于VR来讲，由于不透光，因此它更依赖于大视场角、大显示区域，而对AR来讲，即使FOV不大用户的视觉也并不会受到很多遮挡，可以看到周围的环境。比如，Google Glass的FOV仅15°，但除了被镜腿和棱镜遮挡的部分外，其透光区可达220°。

当然并不是所有AR头显/眼镜都具备同等的透光范围，比如Magic Leap One与HoloLens 2的视场角差距不是很大（分别为50°与52°），但透光范围却有很大差异（分别为70°和220°），这是由于两款头显设计不同：HoloLens 2上面的框架、传感器和MEMS光学模组仅遮挡住人眼上面的视觉，而下面的遮光罩透明度高，而且采用开放式设计，距离人眼也比较远，不遮挡你的余光。

相比之下Magic Leap One采用全包式镜框，而且由于其适眼距更短，也更靠近用户面部，因此用户双眼左右两边基本都被挡住，只能通过下面看到自己的脚和地面（头显上方也透光，不过很少）。

Magic Leap One

因此，Magic Leap尽管是一款能够透出周围环境的MR头显，但如果要全天候使用，却不一定能百分百确保用户在移动过程中的安全性。而且透光性低，也会给人一种视野狭窄的感觉。

而且考虑到AR的定义本身就只是在真实环境中叠加数字内容，那么如果AR头显遮挡住用户大部分视觉，是不是就更像是VR而偏离了AR的本色呢？

此外Guttag还指出，Magic Leap One仅透出15%的环境光，用仅能通过6层衍射光波导来查看周围的环境，体验感没有透光度高的遮光罩好，会看到许多画质的扭曲和变形。而HoloLens的遮光率仅为60%，透光性能更好。

当然，除了Magic Leap One外，市面上很多AR头显/眼镜也都是采用全包式镜框，并不具备HoloLens 2在视线下方的开阔视野，不过好在很少会像Magic Leap One那样靠近用户的脸（适眼距较长），因此镜框外也能透露出周围的环境。

理论规理论，要想验证AR头显/眼镜的透光性和余光视觉的重要性，就先需要了解人眼的活动规律。有研究显示，尽管人眼的水平FOV超过220°，但双目活动的范围通常仅在120°，而且左右眼视觉融合成的立体视觉范围则仅限于±40°左右。

此外，人眼的垂直FOV与水平FOV大小相同，不过不会引起视疲劳的活动范围约为±20°，而且通常放松时，垂直视线约比水平线向下15°。

而Guttag则认为，人眼放松时的视线可能是受到头部位置的影响。他表示：许多研究都得出同样的结果，这是因为他们考虑的都是人在办公的场景，看着固定的计算机屏幕时头部会向下15°。

也就是说，人眼放松的时候视线可能并不是在水平线下15°，因此如果将固定的电脑屏幕换成头显，人眼所看到的的屏幕会跟随头部而一起移动，所以实际的放松视线可能会不同。

至于HoloLens 2对于水平线往上的视线的遮挡，Guttag认为，由于人脸的构造导致眼皮和额头挡住眼球，看不到头顶，因此即使HoloLens 2遮挡住上部的视觉，也并不造成太多视觉遮挡，用户只需要抬头就能看到上面。

最后，Guttag认为，AR头显设计师逐渐开始偏离AR的本性，遮挡住余光的AR头显不仅难以让用户一边走路一边佩戴，对于安全性要求高的工业场景来讲，透光性越差安全性也更低，难以适用于工人全天作业。

而且，如果AR头显遮挡住大部分真实环境，那么AR也并不能算作是增强现实，而更像是取代了现实。如果只是希望为了一些游戏场景来保留部分环境光线，那倒不如选择pass-through类的透视AR。

来源：

https://www.kguttag.com/2019/10/21/fov-ar-and-the-view-of-the-real-world/

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