Oculus Rift DK2使用的是什麼光學系統，具體原理是什麼樣子？

開篇點題，Oculus Rift DK2使用的是單片式塑料光學透鏡，光路如下圖所示。

VR領域可選用的光學方案挺多，但是從重量、體積以及成本等方面考慮，單片式透鏡是各方面相互妥協的更（zui）佳結果，也是目前的更（zui）優結果。VR中主流顯示屏為5.5寸，解析度為1080P或2K，預計明年會有4K的解決方案出現。

看到上圖所示光路後，容易讓人產生一種觀點，認為單片式VR方案光學特別簡單，就是一個透鏡嘛。作為光學設計和人機工程研究的從業人員，老實講，一點也不簡單。

1.單片式透鏡的各項參數的取捨與平衡，比如焦距、視場、出瞳、出瞳距等，不僅考驗設計師的理論水平，也考研設計師的人眼生理光學了解程度；

2.單片式像差，比如色差、慧差、場曲、畸變等，在優化中如何取捨，如何配合人眼作為光學系統具備的特點等；

3.雙目左右眼3D使用過程中，左右眼視軸與輻輳，對光學結構的設計更是帶來挑戰。簡單說，每個人的瞳距存在差別，近視用戶中左右眼的度數一般也不一致，怎樣協調這些因素，目前還沒有特別好的理論，只能在實踐中根據反饋進行後期修正與優化。

以上是VR中存在的難以較好解決的問題，特別是人眼生理特徵存在的個體差異以及左右眼3D人眼合成，人機工程，是一個極具挑戰的問題。

單透鏡方案可以實現較大的視場角，同時可以實現重量和體積最小，這是目前選擇單透鏡的最重要的原因之一。單片式透鏡光學像質中影響比較大的為色差和畸變，目前主要通過演算法進行校正。既然有單透鏡方案，當然也有其它方案：

1. 雙透鏡方案，膠合或分離，色差和畸變可以得到一定程度校正，視場難以做大；

2. 單片菲涅爾鏡方案，可以做到很輕，除像質比單透鏡查外，使用中清晰度等體驗也較差；

3. 兩個雙膠合透鏡方案，之前微軟公布的方案就是此種，像質當然可以大幅提升，但是視場角會變小很對，體積和重量也增加很多，當然成本也增加了。

4. 採用成本較高的小型顯示屏，可以用多片光學透鏡（3片以上），像質可以得到角完善程度，受限於成本，在軍用、科研領域多有採用。

5. 單片式透鏡目前凸面多採用非球面，採用自由曲面則可以進一步提高像質。

作者認為，如下條件是VR透鏡的必備條件：

1.
圖像細節分辨力高；

2.
全視場像差平衡技術，全畫幅像質清晰均勻；

3.
視場與像質的更佳平衡，2K及以上顯示屏；

4.
人體工程學考量，最佳化佩戴效果；

5.
長出瞳距大瞳孔設計，兼容眼鏡佩戴用戶，調整方便。