双目重叠在VR中为什么如此重要

（YiViAn 2016年8月19日）双目重叠是指立体视觉系统中两只眼睛之间可见的重叠部分。换句话说，这是指两只眼睛同时能看到的地方。

Yuval Boger是Sensics的执行总监，同时也是OSVR的联合创始人。Yuval与他的设计了OSVR的软件平台。他经常都会在自己的博客上分享他的观点和经验。

双目重叠对深度知觉尤为重要。当你把焦点集中在一个物体时，大脑会调整每只眼睛的位置，使得两只眼睛可以在其视觉范围的同一位置看到这一物体。

人类双目重叠的演示图

这个其实很好理解：看向一个远方的物体，然后竖起食指并将其放在离鼻子前方12英寸（约30厘米）远的位置，把焦点集中在食指。这样子你就会看到随着远方物体接近焦点的时候，会出现左右眼两只食指的影像向中间聚合。当你重新盯着远方的物体时，又会再一次出现食指的两个影像，这是因为你的眼睛已经把立体注视点放在更远的位置了。

眼睛的相对视场角会让你知道物体离你大概有多远。如果物体时非常远的话，那么两只眼睛的视场角基本上会是一样。如果物体时非常近的话，那么视场角则会非常不同。

虚拟现实头显中的双目重叠

虚拟现实头显的生厂商需要决定他们产品的双目重叠到底是多少。让我们看看每个镜片都有着60度对角线视场和4:3长宽比的专业头显。使用对角线视场和长宽比换算表，60度对角线等于中线垂直的48度角和中线水平的36度角。正如下图所示，左边是左眼的，右边则是右眼的：

左边镜片和右边镜片的单眼影像都是在60度对角线视场下看到的。

注意：左眼和右眼的填充颜色只是用来加以区分，并不是想要表达什么。如果镜片有 100%的重叠，那么双目视场同样会是水平角度48度和垂直角度36度，从而达到60度的对角线视场。如下所示，如果你正在看一个远方的物体 （这时两眼之间的距离并不相关），你左眼看到的东西，右眼也能看到。

100%重叠，60度双目视场

现在，我们假设生厂商决定两个镜片在水平线上有75%的重叠，也就是说不是完全重叠而是部分重叠。结果如下图所示，75%的重叠意味着两个镜片在中线垂直的48度角视场上有75%的重叠，中线水平的36度角视场中同样有75%的重叠：左边镜片看到12度，36度为重叠区域，右眼同样看到12度。因此，复合影像的对角线视场角（60×60+36×36）等于70度，比100%的重叠所看到的双目视场还要大。

在部分重叠（75%）下，单眼视场为60度的两个镜片可达到70度的对角线视场。

部分重叠的好处

更宽的视场。这也就意味着更好的沉浸感。在上面的例子中，我们通过单眼视场为60度的镜片做出了可实现70度对角线视场的虚拟现实头显.

更好的长宽比。上面例子中的长宽比为4：3=1.333。在75%的重叠下，长宽比变成60：36，或者5：3=1.666。这个长宽比介于16:9 HD1080 (1920×1080)标准和16:10 WUXGA (1920×1200)标准，这样的长宽比更适合观看宽屏内容。

部分重叠的缺点

双眼拮抗。请注意下图中的绿圈，因为绿的位置所在，左眼可以看到完整的圈圈，而右眼只能看到部分圈圈。事实上，当双眼同时透过镜片注视圆圈的时候，你或许会注意到右眼视场的最左面的边界，而这看上去或许不太寻常，或者会分散注意力。两只眼睛看到的影像会继续往左边靠，因为右边镜片不再显示物体。因为双眼拮抗的原因，这或许会分散人们的注意力。因为左右影像并不一致，我们的感知从一个影像换成另一个影像。如果实际视场比我们上面例子中所使用的视场更大，假如说单眼视场为100度，那么这并不会造成太大的影像，因为图像的不连续性出现在中央视觉区域以外。

部分重叠视觉系统所造成的双眼拮抗。

非3D内容的兼容性问题。完全重叠的一个好处是你可以毫不费劲地观看标准的内容，计算机桌面、Microsoft Word、一个YouTube视频，或者摄像头的直播视频。两只眼睛可以看到同样的内容。应用无需知道你是通过头显观看还是电脑显示器。但部分重叠就不是这么一回事了。如果两只眼睛要看到相同的内容，那么你就会感觉眼部疲劳，因为就算两个影像是在不同的角度呈现，你的眼睛还是会试图整合为一个图像。在大部分的案例中，应用需要知道影像是否处于部分重叠系统中。唯一的例外是可以自动把宽屏图像分割成左右两边图像的头显，但通常是找不到这么一款头显的。

本文涉及数学知识部分请参考链接博文

引用参考：Yuval Boger@roadtovr