Uno dei punti chiave della VR sono le lenti (per approfondire trovi l’articolo qui). Ne esistono di vari tipi, ma quali sono le differenze, i vantaggi e gli svantaggi di ogni scelta?
Se vi siete affacciati alla VR solo di recente consiglio di partire da questo articolo per prendere dimestichezza con i termini tecnici prima di iniziare.
Le lenti Fresnel
La lente Fresnel nasce nei primi anni dell’Ottocento col fine di amplificare la luce dei fari pur riducendo la dimensione della lente e quindi il materiale necessario per produrla.
Nell’immagine seguente è possibile vedere la dimensione di una lente convessa tradizionale paragonata ai suoi equivalenti Fresnel:
Nella VR al momento è la forma che risulta più utilizzata ed economica da produrre, oltre ad offrire parecchi vantaggi: lascia passare molta luce, ha una breve distanza focale, riesce a mascherare l’effetto “screen door” (effetto “zanzariera”) ed offre un FOV (campo visivo) abbastanza ampio.
Il rovescio della medaglia principale è che queste lenti hanno ‘creste’ nel loro design che disperdono la luce se ci si allontana dal centro. Ciò significa che se non stai guardando direttamente nella zona centrale (“sweet spot”) sperimenterai i “god rays” (fasci di luce concentrici), immagine sfocata o molta luce diffusa proveniente dalle “creste”.
Guardando le lenti nel visore si potranno distinguere nettamente lo “sweet spot” al centro e gli anelli in corrispondenza delle “creste”.
Esempio di visori che utilizzano lenti Fresnel: Meta Quest e Quest 2, PlayStation VR2, Valve Index, Oculus Rift e Rift S, HP Reverb G2.
Le lenti pancake
Le lenti pancake stanno iniziando a sostituire la lenti Fresnel nei visori VR e sono costituite da due lenti accoppiate che consentono una doppia rifrazione per ridurre la distanza necessaria tra lente e display.
Pur mantenendo un costo di produzione basso consentono di rendere il visore più leggero e compatto.
La chiarezza di visione risulta mediamente maggiore rispetto quella offerta dalle Fresnel perché la forma della lente è più omogenea.
Non essendoci “creste” nella loro superfice non si avrà l’effetto “god rays”, non essendoci uno “sweet spot” così definito come nelle Fresnel si noterà meno differenza guardando al centro della lente rispetto alle zone più esterne e ci sarà più tolleranza nelle impostazioni di IPD (distanza interpupillare) e nel posizionamento del visore. Anche il FOV ne beneficerà, pur col rischio che possano esserci delle leggere distorsioni guardando ai lati della lente.
Ahimè anche questa soluzione ha degli svantaggi: a fronte di un 40% di riduzione della dimensione necessaria corrisponde anche una grossa perdita di luminosità.
Aumentare la luminosità del display nei dispositivi stand alone porta la complicazione del maggior consumo che impatta sulla durata della batteria.
Su Quest Pro la problematica è stata risolta utilizzando una complessa soluzione di retroilluminazione led direzionale più un film “diffractive reflection”, ma chiaramente questo aumenta i costi di produzione.
Esempi di visori che utilizzano lenti pancake: Pico 4, Meta Quest Pro, HTC Vive XR Elite, Bigscreen Beyond.
Lenti asferiche
Le lenti asferiche sono utilizzate dai visori di fascia più alta, anche in combinazione con Fresnel e pancake.
Rispetto alle Fresnel consentono di non avere “creste” (quindi “god rays” e “sweet spot” piccolo), pur richiedendo abbastanza spazio tra display e lente.
Come le pancake consentono un FOV più ampio, ma senza ridurre la luminosità.
La visione risulta chiarissima in quanto realizzate con materiali di altissima qualità.
Anche questo tipo di lenti ha i suoi svantaggi: essendo di vetro spesso sono più costose e pesanti rispetto ad altre soluzioni.
Esempio di visori che utilizzano lenti asferiche: Varjo Aero, Varjo VR-3, Pimax Crystal.
Altre soluzioni
Recentemente è uscito sul mercato Lynx R1 (il nostro articolo lo trovi qui) che utilizza un tipo di lente assolutamente innovativa.
Monta un tipo particolare di lente “freeform prism” che rinfrange l’immagine su quattro quadranti.
Il vantaggio principale di questa forma è la possibilità di poter nascondere qualcosa al centro dell’obbiettivo, ad esempio un sensore per l’eye tracking.
Lo svantaggio principale invece è il FOV molto limitato, circa 90 gradi.
Riassumendo: non esiste ancora una soluzione che consenta ancora di avere tutti i vantaggi contemporaneamente.
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