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菲涅尔透镜与VR镜头的关系

谈到菲涅尔透镜和它们将如何影响虚拟现实头显示器，我们应该首先注意显示器的大小。虚拟现实头显示器的尺寸越大，它阻挡的视图越多，视野越宽。然而，如果显示器太大，整个设备可能太大。从这个角度来看，显示器越小越好。
解决这个问题的一个办法是让屏幕靠近你的眼睛。这有两个优点:
第一，你不需要更大的显示器来获得更宽的视野；其次，根据阿基米德杠杆原理，显示器离你的脸越近，它施加的力就越小。不幸的是，聚焦在太近的物体上会导致眼睛不适，这限制了你设置显示的距离。
这提出了一个问题。我们的正常视野可以达到180度。作为参考，当前头部显示屏的对角线长度可以是大约7英寸(18厘米)，并且尽可能舒适地靠近眼睛，该屏幕将占据相对较小的视野。结果是，用户需要通过一个非常狭窄的视角来感知你的虚拟世界，就像在现实世界中使用眼罩一样。

菲涅尔透镜

解决这个问题的部分方法是在脸部和显示器之间设置一个或一系列菲涅尔透镜。我们的目标是折射光线，并使用一个实质上是放大镜的透镜来为您提供更广阔的视野。你甚至可以将显示屏移动到一个通常会让眼睛不舒服的位置，合适的镜头会让视野更舒适。
然而，当你试图通过镜头扩大视野时，你将面临上述像差问题。相机镜头通过一堆复杂的镜头来解决这个问题，试图消除所有像差，并为您提供清晰、无失真的图像。不幸的是，这菲涅尔透镜将增加整个设备的重量和长度，以及相当大的一部分成本。
目前的答案是在HTC Vive、Oculus Rift和其他头部显示器中发现的菲涅尔透镜。菲涅尔透镜相对较薄，刻有一系列刻有同心圆的环，这些环可以根据光的不同入射部分相应地折射光。如果设计正确，这有助于克服仅使用单个透镜时遇到的像差。因此，你不需要像相机一样使用很多镜头。
然而，这并不能解决所有的问题。虽然菲涅尔透镜提供了广阔的视野，并且在单个透镜中消除了大多数色差，但是它们不能克服镜筒失真或枕形失真的问题。
当代头戴式显示器的选择从软件方面开始:图像在镜头畸变的相反方向上预先畸变，这样当观看图像时，用户可以获得(几乎)正确的图像。例如，如果镜头会产生枕形失真，您必须使用桶形失真来预变形图像，反之亦然。
通过这种方式，您可以获得宽视野的正确图像，并有效地减小显示器的尺寸。

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