Поле зрения VR-гарнитуры (шлема): как понимать FOV без маркетинговых обещаний

Поле зрения VR-шлема показывает, какую угловую область виртуального мира пользователь видит без поворота головы. В характеристиках его обозначают FOV, от английского field of view. Одна цифра без подписи может означать горизонтальный, вертикальный или диагональный угол, значение для одного глаза либо суммарную область для двух. Поэтому «120 градусов» у двух гарнитур ещё не доказывают одинаковый обзор.

Что такое FOV в VR

Поле зрения измеряют в угловых градусах. Если объект остаётся видимым при переводе взгляда от левого края к правому, этот диапазон относится к горизонтальному FOV. Аналогично определяют вертикальную область между верхней и нижней границами.

VR-оптика сложнее плоского экрана. Каждый глаз смотрит через свою линзу, а левое и правое изображения частично перекрываются. На результат влияют форма линзы, положение дисплея, расстояние от глаза до оптики и программная маска. Гарнитура показывает ограниченное окно в виртуальную реальность, а широкий обзор не определяет качество изображения целиком.

Горизонтальный, вертикальный и диагональный FOV

Горизонтальное поле описывает видимую область слева направо. Оно важно для ориентации в игре, контроля объектов по сторонам и ощущения «туннеля».

Вертикальное поле показывает диапазон сверху вниз. Его значение заметно в кабине, при чтении приборов и в сценах, где нужно видеть руки или пространство над головой.

Диагональный FOV проходит от одного угла видимой области к противоположному. При той же геометрии диагональ больше горизонтали и вертикали. Производитель может вынести её в рекламу, но без соотношения сторон и двух других осей такое число трудно сопоставить с другой моделью.

Простой расчёт диагонали из ширины и высоты тоже подходит не всегда. Видимая область в гарнитуре бывает асимметричной и обрезается маской по краям. Формула для прямоугольного монитора не описывает оптическую границу VR автоматически.

Значение для одного глаза и двух глаз

Одноглазный FOV описывает изображение через одну линзу. Бинокулярное поле учитывает обе области и их взаимное положение. Центральную часть обычно видят оба глаза, а крайние участки могут быть доступны одному. Большое суммарное значение не сообщает размер этого стереоперекрытия.

Уточняйте, к чему относится цифра: к одному глазу, бинокулярному охвату или диагонали. Слово «общий» без схемы не решает эту неоднозначность.

Как OpenXR описывает поле зрения

Спецификация Khronos OpenXR передаёт FOV не одним числом, а структурой XrFovf с четырьмя углами:

• angleLeft задаёт левую границу;
• angleRight задаёт правую границу;
• angleUp относится к верхней границе;
• angleDown относится к нижней границе.

Углы записываются в радианах относительно направления взгляда. Горизонтальное поле получают как angleRight - angleLeft, вертикальное как angleUp - angleDown. Для симметричной проекции левые и нижние значения отрицательны, но стандарт допускает асимметрию.

Приложение получает параметры для каждого вида от OpenXR runtime и строит соответствующую проекцию. Разработчику не следует подставлять рекламный FOV в камеру вручную. Основы runtime разобраны в статье что такое OpenXR.

Максимальный, отрисованный и фактически видимый FOV

В спецификации магазина часто указывают конструктивный максимум. Runtime может рекомендовать другую область рендеринга, а пользователь увидит ещё меньше из-за посадки. Эти три уровня нельзя подменять друг другом.

Фактический обзор проверяют внутри гарнитуры в одинаковой сцене. Скриншот зеркального окна на мониторе не воспроизводит положение глаз и форму оптической маски, поэтому не служит точным измерением того, что видит человек.

Почему посадка меняет обзор

Чем дальше глаз находится от линзы, тем меньшую её угловую область он видит. Это расстояние называют eye relief. Толстая лицевая накладка, очки и форма лица могут отодвинуть оптику. Слишком свободный ремешок позволяет корпусу смещаться во время движения.

Valve на примере Index объясняет, что даже миллиметры eye relief заметно влияют на доступный FOV. Указанную компанией оценку нельзя переносить на все гарнитуры: диаметр линзы и геометрия корпуса различаются. Общий принцип сохраняется, близкое и правильное положение глаз обычно открывает большую часть предусмотренного обзора.

Неверно выставленный IPD смещает глаза относительно оптических центров и способен ограничить наружную часть поля. Сначала отрегулируйте ремешок, затем настройте IPD и только после этого оценивайте границы. Нельзя прижимать корпус ради нескольких градусов, если появляется боль или линзы касаются очков.

FOV, разрешение и чёткость

Широкое поле распределяет доступные пиксели по большей угловой области. Поэтому гарнитура с высоким разрешением панели не обязательно показывает больше деталей на каждый градус. Для этого используют показатель PPD, pixels per degree.

FOV отвечает за охват, а PPD помогает оценивать угловую плотность изображения. Связь параметров разобрана в материале про разрешение, PPD и частоту в VR.

Тип линз влияет на полезность краёв. Дополнительные градусы мало помогают, если изображение там покрыто бликами или теряет резкость. Сравнение pancake- и Fresnel-линз объясняет, почему ширина зоны чёткости и полный FOV не являются одной характеристикой.

Как сравнивать характеристики без ошибки

Сначала найдите горизонтальное и вертикальное значения. Затем проверьте, относятся ли они к одному глазу или бинокулярному полю. У источника должна быть описана методика: теоретический максимум, данные runtime, измерение тестовым приложением или субъективная граница пользователя.

Не объединяйте VR и оптические AR очки в один рейтинг. У такого устройства поле виртуального изображения накладывается на прозрачный реальный мир и ограничивается другой оптической схемой. Одинаковое число градусов там выполняет другую пользовательскую задачу.

Что проверить перед покупкой

Таблица характеристик помогает отсеять неподходящие варианты, но окончательную оценку даёт примерка. Посмотрите прямо, затем переведите взгляд к боковым и нижней границам. Проверьте, видны ли края дисплея и сохраняется ли резкость текста.

Поле зрения VR-гарнитуры полезно сравнивать как набор условий: ось измерения, один или два глаза, методика и посадка. Только после этого градусы помогают выбрать шлем, а не повторяют маркетинговое обещание.