光學(xué)是影響VR/AR體驗(yàn)的核心技術(shù)之一。優(yōu)秀的光學(xué)方案，能夠?yàn)閂R/AR頭戴顯示設(shè)備帶來更清晰的畫面、更廣闊的視場(chǎng)角以及更輕便的外觀，為用戶提供更舒適自然、更具沉浸感的視覺體驗(yàn)。

2015年成立的納徳光學(xué)，一直扎根于高清頭戴顯示領(lǐng)域，擁有著豐厚的技術(shù)積淀。創(chuàng)始人彭華軍博士畢業(yè)于香港科技大學(xué)光電顯示國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，專攻顯示和光學(xué)技術(shù)；技術(shù)團(tuán)隊(duì)的核心成員則來自于原奧林巴斯資深員工、顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)資深工程師。

納徳光學(xué)成立之初，用了一年的時(shí)間充分研究了產(chǎn)品定義和方向，沒有選擇當(dāng)時(shí)正值風(fēng)口的VR產(chǎn)品，而是聚焦研發(fā)以高清晰、好畫質(zhì)為首要追求的高清頭顯方向。7年前，VR熱情高漲，資本和創(chuàng)業(yè)公司紛紛涌入，而高清頭顯方向似乎并沒有講出顛覆性的故事，從事這個(gè)賽道的企業(yè)也是寥寥無幾。但彭華軍和其團(tuán)隊(duì)堅(jiān)定扎根高清頭顯，深耕7年，自主研發(fā)、生產(chǎn)了GOOVIS頭戴影院系列產(chǎn)品，并銷往全球60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，不僅應(yīng)用于私人觀影、游戲等消費(fèi)娛樂領(lǐng)域，還在眼健康、醫(yī)療、近視防控、無人機(jī)、特種訓(xùn)練等領(lǐng)域探索出全新應(yīng)用。GOOVIS的高清晰優(yōu)勢(shì)特性屢獲稱贊，甚至有用戶表示這是“重拾國(guó)產(chǎn)信心”之作，在不少愛好者的眼中，GOOVIS已經(jīng)是高清頭顯領(lǐng)導(dǎo)品牌。

那么，納德光學(xué)為什么在7年前就堅(jiān)定選擇高清頭顯方向，其高清顯示技術(shù)有什么特別之處？從技術(shù)到產(chǎn)品，納德光學(xué)又有哪些經(jīng)驗(yàn)可以借鑒？為此我們專門采訪了彭華軍博士，以探究這些問題的答案。

頭顯的“不可能三角”

理想的頭顯形態(tài)，兼具高清晰、大視場(chǎng)角、小巧輕薄三點(diǎn)，大家都非常期待能有一款畫面越大越好、形態(tài)越薄越好、清晰度越高越好的產(chǎn)品。然而在彭博士看來，這三點(diǎn)恰是“頭顯的不可能三角”，也就是說三者的極致完美狀態(tài)很難同時(shí)在一款頭顯上出現(xiàn)，只能取舍平衡?！斑@是受物理?xiàng)l件限制的，現(xiàn)在有些科幻電影和小說描寫了很多理想化的產(chǎn)品，拉高了大眾的期望值，但實(shí)際當(dāng)你了解背后的原理，就知道科技不是科幻，道具不是產(chǎn)品，我們要尊重物理規(guī)律，在此基礎(chǔ)上做出有實(shí)用價(jià)值的產(chǎn)品?！?/p>

當(dāng)談及納德光學(xué)是如何選取產(chǎn)品方向，彭博士就以上三點(diǎn)（清晰度、視場(chǎng)角、外觀形態(tài)）一一道來。他首先說到：“做一款顯示產(chǎn)品，無論是否戴在頭上，清晰度是第一位的?！倍^顯的清晰度有幾個(gè)主要指標(biāo)。

一是PPD角分辨率（pixels per degree，每一角度的像素?cái)?shù)量），這是判定頭顯清晰度的核心指標(biāo)。由于頭顯顯示畫面是放大的虛像，畫面有沒有顆粒感得看PPD數(shù)值。很多人用2K或4K的屏幕分辨率來判定頭顯清晰度，這是一個(gè)普遍的誤會(huì)。PPD=光學(xué)覆蓋最大像素?cái)?shù)/視場(chǎng)角度數(shù)，人眼分辨PPD的極限是60，GOOVIS的所有產(chǎn)品PPD為42-53，在同類頭顯產(chǎn)品中處于清晰度第一梯隊(duì)。

二是MTF（Modulation Transfer Function調(diào)制傳遞函數(shù)）曲線，用來描述透鏡成像的清晰程度，能夠衡量經(jīng)過透鏡后畫面的分辨率和銳度變化。特別是邊緣和中心畫質(zhì)的MTF值，同樣重要。

這個(gè)參數(shù)是單反相機(jī)的重要指標(biāo)，在頭顯產(chǎn)品中鮮少提及。目前大多數(shù)AR/VR產(chǎn)品，MTF參數(shù)還不夠亮眼，GOOVIS在同類產(chǎn)品中，MTF參數(shù)同樣居于第一梯隊(duì)，代表著優(yōu)秀的畫質(zhì)。

例如上圖中，最上面是一組逐漸變密的黑白測(cè)試線條，中間是一組通過透鏡成像的線條，下圖中紅色曲線代表成像的亮度變化，藍(lán)色曲線則是MTF-lp/mm曲線。

雖然PPD是考量頭顯清晰度的關(guān)鍵指標(biāo)，但畫面高清不僅僅是“無顆粒感”的體驗(yàn)，還有“無眩光、無畸變、無邊緣模糊、無雜光”等綜合體驗(yàn)。人眼十分敏感，對(duì)于雜光、眩光的干擾，都會(huì)判定為“模糊”。所以，單純做高PPD并不完全等同于高清晰，需要同時(shí)做好各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)，才能提升全畫幅的像質(zhì)。

盡管如此，想要做出高PPD的頭顯，其光學(xué)系統(tǒng)并不容易。目前市面上的消費(fèi)級(jí)頭顯設(shè)備所使用的顯示面板分辨率最高也只能實(shí)現(xiàn)接近單眼3K×3K的分辨率，如果要實(shí)現(xiàn)視網(wǎng)膜級(jí)的畫面清晰度，就意味著水平和垂直視場(chǎng)角最高不能超過50°，或者在維持現(xiàn)有設(shè)備外觀尺寸的情況下將屏幕的PPI提升一倍。

現(xiàn)有的玻璃基板屏幕PPI最高已經(jīng)能達(dá)到約1500， 翻倍則表示PPI需要達(dá)到3000，這對(duì)于玻璃基板的屏幕生產(chǎn)工藝來說需要大幅度的設(shè)備升級(jí)，投資甚巨，且受材料和工藝的限制還不一定能實(shí)現(xiàn)。雖然硅基的顯示屏，例如Micro-OLED可以輕松的做到3000以上，但這類屏幕的尺寸卻很難做大，通常在1.3寸以下，對(duì)于光學(xué)的設(shè)計(jì)提出了很大的挑戰(zhàn)。

當(dāng)把清晰度定位頭顯的第一要義，那么納德選擇做70度以下的FOV就不難理解了。

“我們想想，用這樣的（高清）頭顯，拿來做什么，它需要具備什么樣的（視覺）體驗(yàn)？”彭博士回憶當(dāng)初的產(chǎn)品定位時(shí)講到，“需要在人眼自然狀態(tài)下，長(zhǎng)時(shí)間看清楚全屏幕，且要舒適?！边@里面有兩個(gè)重要關(guān)鍵點(diǎn)：第一是雙目自然直視狀態(tài)下看全屏幕，意味著不要頻繁轉(zhuǎn)動(dòng)眼球，否則很快就會(huì)視覺疲勞；第二是長(zhǎng)時(shí)間舒適，就意味著要對(duì)視力友好。以電影院座位順序?yàn)槔?，最佳觀影位置是電影院中間排的中心位置，而并非第一排座位。因?yàn)榈谝慌抛浑m然看得畫面大，但要頻繁轉(zhuǎn)眼球或轉(zhuǎn)頭才能看全畫面，一場(chǎng)電影下來十分疲憊。而電影院中間的C位則是長(zhǎng)時(shí)間雙目自然狀態(tài)下看全屏幕且不累的視覺體驗(yàn)，而這個(gè)位置的FOV大致在50-65度，具體角度根據(jù)影廳大小會(huì)有所不同。GOOVIS選擇53度視場(chǎng)角正是基于C位視角的考慮。

多項(xiàng)核心專利，自研高難度玻塑混合非球面多鏡片組

GOOVIS所采用的光學(xué)方案是納德光學(xué)團(tuán)隊(duì)專門研發(fā)的一套基于單反相機(jī)鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)，所采用的是12片玻塑混合非球面多鏡片組，玻璃非球面運(yùn)用到AR/VR類的設(shè)備極少，這不僅僅是考慮到成本，更是因?yàn)檫@是基于高端單反相機(jī)鏡頭設(shè)計(jì)的技術(shù)之上，有較高技術(shù)門檻。這樣就能理解為什么納德團(tuán)隊(duì)的核心人員來自?shī)W林巴斯這樣的世界一流光學(xué)公司?！案呦褓|(zhì)的光學(xué)成像設(shè)計(jì)和制造是極其精密的，不夸張的說就是‘差之毫厘，則謬之千里’，因此GOOVIS的12片單反級(jí)光學(xué)鏡片間相對(duì)位置需要達(dá)到 ‘微米級(jí)’精度，這才能實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀畫質(zhì)，并最大程度保證光效率?！蹦壳癎OOVIS的光效率是同類產(chǎn)品中最高的，超過80%。

不過由于GOOVIS采用多鏡片組的光學(xué)方案，使得它的體積無法輕薄得像太陽(yáng)眼鏡一樣。我們看到的GOOVIS外觀有點(diǎn)類似于VR眼鏡，但由于是分體式設(shè)計(jì)，GOOVIS的體積比VR眼鏡小一半，重量也輕一半。

“相比于頭顯的物理重量，對(duì)于用戶而言，更重要的是人體可感知重量，也就是說如何通過精妙的人體工學(xué)設(shè)計(jì)，讓用戶佩戴感覺更舒適。”在交談中可以看出彭博士十分看重人體工學(xué)，他說這是頭顯設(shè)備相對(duì)于其它顯示設(shè)備而言獨(dú)有的且極具挑戰(zhàn)的地方。

在ID和人體工學(xué)設(shè)計(jì)上，彭博士的務(wù)實(shí)性更加凸顯：“（在做ID設(shè)計(jì)的時(shí)候）如果外觀炫酷和佩戴舒適度發(fā)生沖突，我們一定先滿足佩戴舒適度?！盙OOVIS采用額托和多點(diǎn)位頭帶的方式固定，將頭顯主體重量均勻分散給整個(gè)頭部，避免對(duì)眼周、鼻梁和面部的壓迫?！跋乱淮a(chǎn)品我們還要繼續(xù)提升佩戴舒適度，在這個(gè)課題上的鉆研沒有止境。”彭博士堅(jiān)定地說道。

專注美好視覺，打造極致觀影體驗(yàn)

“觀影和看視頻其實(shí)是兩個(gè)概念，盡管我們現(xiàn)在可以用手機(jī)在愛優(yōu)騰等視頻APP上看電影，但人們?cè)谟^影上會(huì)追求更好的視聽享受。這也是線下院線為觀眾提供的價(jià)值。受到疫情影響，近兩年線下院線開開停停，這樣的狀況下高清頭顯就是一個(gè)很好的新設(shè)備，具有移動(dòng)大屏幕的特點(diǎn)，體積也很輕便，能夠滿足消費(fèi)者宅家娛樂的需求”，彭華軍博士表示。

GOOVIS頭戴影院系列產(chǎn)品從設(shè)計(jì)之初，就將視覺與佩戴舒適度作為關(guān)鍵的考慮因素。以GOOVIS Pro這款產(chǎn)品為例，它采用12片光學(xué)鏡片組以及2塊索尼Micro-OLED屏幕，將設(shè)備的PPD提升到42，為消費(fèi)者提供了相當(dāng)于20米@800吋的高清巨幕視效，畫面中人物的皮膚紋理和發(fā)絲都纖毫畢現(xiàn)；機(jī)身輕巧，重量?jī)H300克，相比動(dòng)輒500克以上還在與“紗窗效應(yīng)”做斗爭(zhēng)的VR頭顯來說觀影體驗(yàn)要更勝一籌。

GOOVIS Pro可以通過連接GOOVIS D3播放器來播放藍(lán)光片源，還支持連接PC、手機(jī)、PlayStation、任天堂Switch、Xbox等多種設(shè)備充當(dāng)3D大屏顯示器，更可以連接市面上主流無人機(jī)作為FPV頭顯進(jìn)行航拍，帶來了非常多豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，深受消費(fèi)者的喜愛。

彭博士透露，目前GOOVIS頭戴影院系列產(chǎn)品銷往了全球60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。用戶中男性占比達(dá)到八成，年齡分布較為寬泛，橫跨25歲至50歲，但主要集中在30~45歲之間。根據(jù)調(diào)研的情況來看，這些用戶主要在家中使用GOOVIS，也有人會(huì)在出差的飛機(jī)、高鐵上使用，時(shí)間段則更多集中于晚上8點(diǎn)至12點(diǎn)間。

對(duì)于這些用戶而言，GOOVIS頭戴影院為他們營(yíng)造了一個(gè)專屬的私密大屏，不僅隔絕了外界的干擾，也讓他們?cè)趭蕵窌r(shí)不會(huì)影響到其他人。當(dāng)這些上班族忙完一天的工作回到家中，睡前戴上GOOVIS頭戴影院，舒服的躺在沙發(fā)或者床上，進(jìn)入自己的世界放松娛樂，是一件非常有吸引力的事情。

當(dāng)談及與VR一體機(jī)的觀影體驗(yàn)區(qū)別時(shí)，彭博士分析說“兩者體驗(yàn)有區(qū)別”。VR一體機(jī)FOV90度以上，優(yōu)勢(shì)在于在用戶視野內(nèi)可以營(yíng)造出影廳環(huán)境，如影廳的背景幕布、身旁座椅、天花板和地面等等，還原電影院氛圍，對(duì)于想要電影院臨場(chǎng)感的用戶來說是不錯(cuò)的；但真正用于電影/視頻內(nèi)容顯示的區(qū)域，仍然是一個(gè)類似方正的屏幕，在這塊屏幕上看到的視覺效果、畫面品質(zhì)是有影響的，尤其是VR一體機(jī)的PPD，目前只有20左右，有紗窗效應(yīng)。GOOVIS打造的更像是影廳熄燈之后的C位視覺效果，把所有的像素都集中顯示在了這個(gè)方正的屏幕內(nèi)，適合那些對(duì)視覺效果有高要求的用戶，也因此GOOVIS在電影發(fā)燒友當(dāng)中獲得了很好的口碑。

除了VR頭顯，最近流行的采用Birdbath（BB）方案的AR眼鏡也同樣可以用來觀看視頻，但和GOOVIS的觀看體驗(yàn)區(qū)別較大?！癇B方案優(yōu)勢(shì)在于可做輕薄，且開放式顯示能在觀影同時(shí)觀察到外部環(huán)境，但也因此容易讓環(huán)境光影響到顯示效果，因此二者適用場(chǎng)景和人群有所不同。就像GOOVIS用戶常在睡前躺著安靜享受一個(gè)人的專屬空間，隔絕外部環(huán)境?！?/p>

近視最友好的頭顯，橫跨1100度屈光度調(diào)節(jié)

除了高清晰，我們發(fā)現(xiàn)GOOVIS被用戶稱贊最多的優(yōu)點(diǎn)就是：遠(yuǎn)/近視屈光度可調(diào)。這對(duì)于近視用戶，尤其是高度近視用戶來說十分友好。中國(guó)目前有6億左右近視人群，大部分VR/AR不支持屈光度調(diào)節(jié)，近視用戶只能佩戴雙重眼鏡或額外定制鏡片，當(dāng)然也有部分頭顯加入了屈光度調(diào)節(jié)功能，但有的不能精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，一旦調(diào)節(jié)過度則容易造成眼部壓力；有的則是以犧牲視覺效果為代價(jià)，如隨時(shí)調(diào)節(jié)度數(shù)增高畫面明顯變小。

目前GOOVIS Pro支持橫跨1100度且多檔位精準(zhǔn)的屈光度調(diào)節(jié)（遠(yuǎn)視300度-近視800度）。最為難得的是，哪怕是近視800度的用戶，在調(diào)節(jié)之后看到的畫面品質(zhì)也幾乎沒有什么損失。

行業(yè)應(yīng)用加碼，高清顯示蘊(yùn)藏千億市場(chǎng)

納徳光學(xué)不僅在通過GOOVIS系列產(chǎn)品積極開拓C端市場(chǎng)，在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域同樣有著亮眼的表現(xiàn)，涉及在醫(yī)療、眼健康、教育、特種訓(xùn)練、遠(yuǎn)程操控、無人機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域。

其中我們最感興趣的，還是護(hù)眼的相關(guān)應(yīng)用。在大家通常的認(rèn)知中，帶有屏幕的電子產(chǎn)品容易造成視力的損傷，而GOOVIS系列產(chǎn)品將屏幕放置在眼前幾厘米的位置，反而能夠護(hù)眼，不由得令人想要去探究其中的原理。

彭華軍博士解釋說，GOOVIS產(chǎn)品是基于“放大虛像，模擬望遠(yuǎn)”的光學(xué)原理，憑借領(lǐng)先的近眼顯示和精密光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“遠(yuǎn)距離高清晰高畫質(zhì)”成像效果。讓雙眼模擬遠(yuǎn)眺，放松眼球睫狀肌，健康護(hù)眼。同時(shí)OLED屏幕還兼具了低藍(lán)光的特點(diǎn)，能夠進(jìn)一步降低對(duì)眼睛的傷害。

目前GOOVIS已獲得全球首張SGS元宇宙系列·低疲勞認(rèn)證及低藍(lán)光認(rèn)證、德國(guó)萊茵TUV全模式低藍(lán)光認(rèn)證、中山眼科視覺健康低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定、國(guó)內(nèi)首份虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)視覺健康評(píng)價(jià)A級(jí)證書等多項(xiàng)權(quán)威護(hù)眼認(rèn)證，并且進(jìn)入中小學(xué)課堂輔助近視防控，在眼科醫(yī)院輔助弱視訓(xùn)練。

他還為我們?cè)敿?xì)介紹了GOOVIS產(chǎn)品在無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用。無論民用還是行業(yè)用的無人機(jī)，一般需要操作人員在戶外進(jìn)行控制，并且需要通過一塊屏幕實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛行器的飛行狀態(tài)。但在戶外強(qiáng)光的環(huán)境下，傳統(tǒng)的手機(jī)屏幕等顯示設(shè)備通常無法看清，即使加大背光亮度效果也不理想。GOOVIS頭戴影院天然的能夠隔絕環(huán)境光線，不僅讓操作人員能夠看清無人機(jī)的實(shí)時(shí)航拍畫面，還解決了傳統(tǒng)屏幕尺寸較小難以辨認(rèn)畫面細(xì)節(jié)的問題，可以稱得上是航拍神器。GOOVIS的產(chǎn)品還被中國(guó)著名航拍攝影家劉寬新老師稱贊為“令人驚艷的第一視角航拍頭顯”。

GOOVIS系列產(chǎn)品在C端與B端均找到了適合自己的應(yīng)用場(chǎng)景。也正因如此，彭華軍對(duì)納徳光學(xué)與GOOVIS的未來充滿了信心。

“我相信，當(dāng)未來高清頭顯的價(jià)格進(jìn)一步下探到千元級(jí)的價(jià)位時(shí)，就能夠像電視一樣成為家家戶戶都可擁有的產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的電視保有量超過2億臺(tái)，按這一數(shù)量計(jì)算，高清頭顯的潛在市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)到千億?！?/p>

正如GOOVIS名字的由來——Good Vision美好視覺所指，納德光學(xué)的目標(biāo)是為用戶提供最佳的視覺體驗(yàn)。近十年在高清領(lǐng)域的深耕，業(yè)已結(jié)出豐碩的果實(shí)。據(jù)悉，GOOVIS的新一代旗艦產(chǎn)品也將于第四季度發(fā)布，相比現(xiàn)有產(chǎn)品將擁有更大的畫面與更高的清晰度，并且優(yōu)化提升了多項(xiàng)用戶體驗(yàn)細(xì)節(jié)，效果可媲美IMAX影院，將高清頭顯的體驗(yàn)向著極致再推進(jìn)一步。

或許通過這款新產(chǎn)品，我們也將能夠更深刻的理解彭華軍博士對(duì)高清顯示的追求，以及它背后蘊(yùn)藏的廣闊市場(chǎng)。