Valve新专利可解决纱窗效应

VR和AR设备的纱窗效应一直是用户抱怨的一个问题，在某种程度上，可以说它是代表设备的清晰度，体验度的重要指标。

纱窗效应是“低填充系数”的结果，就是说，像素点在单位面积内填充数量太少（PPD太低），而AR和VR设备又是近眼显示，离屏幕上的图像很近时，人眼会直接看到显示屏的像素点，使显示的图像变得不真实，就好比在纱窗之后看东西一样。

纱窗效应效果       

纱窗效应导致的问题是，由于AR和VR是实时渲染的，当用户的头微微转动时，会感觉那条原本应该静止的细线（或者某些物体的边缘线）像在闪烁或者舞动一般。而对比度很高的物体边缘会出分离式闪烁（sparkle distractingly）——用户会看到一个像素在RGB几种高纯度颜色之间闪烁。

简单来说，纱窗效应就是 一定面积的屏幕分辨率不足导致的问题。因此大部分OLED显示的VR和AR设备都存在这种问题。

一般情况下，纱窗效应的解决办法都是从屏幕像素点排列，提升头显屏幕清晰度方面解决问题，比如光场显示技术和眼动追踪渲染技术。前者制造的光场不存在像素填充不够的问题，后者则是强行将用户注视的位置渲染到没有纱窗效应。

最近， Valve公司公开一个专利，通过新的方法解决这个问题，在VR头显镜片后面再加一个相位光学器件来混淆掉人眼对屏幕后像素点的对焦达到让用户看不到像素点的目的。

具体来说，相位光学器件包括在微透镜之间具有0.6mmpitch（在两个正交方向上）的微透镜阵列，其中每个微透镜具有85mm的曲率半径。在具体的情况中，相位光学器件可以包括聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯材料（均为性能良好的光学材料），并且可以包括抗反射涂层。

常用的阵列是矩形微透镜阵列，但根据特定的要求，微透镜阵列同样可以实现六边形阵列。

光学器件增加了适当的相位折射，通过平衡微透镜阵列引起像素点在小范围内的模糊，从而减小了角分辨率，同时匹配头显上的 RGB像素分辨率，这种情况下，角分辨率的降低必须做到像素之间的不连续，即分辨率的降低只能发生在一个像素上，不能影响到下一个像素。这时，人体自然的眼睛调节不能校正模糊，那么人眼也就不能不能分辨子像素。

前面的说明比较复杂，简单一点来说，就是这个相位光学器件可以给显示的图像加个滤镜、磨个皮。

与现有的解决方案相比，Valve的专利并不能把显示效果提升到比光场显示和眼动追踪渲染更清晰、更真实的程度，但对于OLED屏幕显示的头显来说，将分辨率提高至不存在纱窗效应的情况显然不现实，光场显示和眼动追踪渲染门槛又要高很多，这种相位光学器件似乎就成了一个不错的选择。

有趣的是，LG也在去年末公开过一个类似的专利，该专利表示，LG在显示面板和透镜之间放置了“光漫射构件”，将从显示面板的透光区域发出的光扩散到遮光区域，从而“提高显示屏的成像质量”。也就是说，在透镜和显示屏之间添加光学元件，想让光扩散到显示屏上不发光的部分。和Valve的专利非常相似，只是具体用于折射的光学器件有所不同。

对于一些想让图像更清晰的头显来说，这项技术的视觉效果提升可能不是很大，但至少对于想让图像更有真实感的头显来说，这种技术还是很有必要的。或许会成为大部分OLED屏幕显示的头显的解决方案。