视场角

 

 

1、 简介

 

什么是视场角, 视场角英文 field of view,简称FOV。【1】

视场角 英文 fieldangle; angle of view; field angle; 又称:视场
在光学工程中,视场角又可用FOV表示,其与焦距的关系如下:
h = f*tan\[Theta]
像高 = EFL*tan (半FOV)
EFL为焦距
FOV为视场角

 


 

2、 定义

 

1. 在光学仪器中,以光学仪器的镜头为顶点,以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角,称为视场角。如图一。
视场角的大小决定了光学仪器的视野范围,视场角越大,视野就越大,光学倍率就越小。通俗地说,目标物体超过这个角就不会被收在镜头里。

2. 在显示系统中,视场角就是显示器边缘与观察点(眼睛)连线的夹角。
例如在图二中,AOB角就是水平视场角,BOC就是垂直视场角。【1】

 


 

3、 分类

 

视场角分物方视场角和像方视场角。一般光学设备的使用者关心的是物方视场角。对于大多数光学仪器,视场角的度量都是以成像物的直径作为视场角计算的。如:望远镜、显微镜等。而对于照相机、摄像机类的光学设备,由于其感光面是矩形的,因此常以矩形感光面对角线的成像物直径计算视场角,如图一左。也有以矩形的长边尺寸计算视场角的,如图一右。计算方法可参看图一。

也可以使用度量的方法获得视场角参数。度量一般使用广角平行光管,因其形似漏斗,俗称:漏斗仪。测量方法如图二。在被测镜头的一端,查看广角平行光管底部玻璃平面上的刻度,读取其角度值,其最大刻度值即为该被测光学仪器的视场角。

被测镜头可能因焦距不同,导致肉眼不能观测到刻度。可加入一片焦距适当的凸透镜作为辅助镜片察看测量

结果。测量时应沿光轴方向前后移动被测镜头,直至观测的角度最大,即为该被测镜头的视场角。

相机的测量方法同上,相机测量时可察看取景窗,因数码相机的液晶屏分辨率较低,可查看相机所拍之照片。

视场角与焦距的关系:一般情况下,视场角越大,焦距就越短。以下列举几个实例:长焦距镜头视场角窄于40°,例如:镜头焦距2.5 mm,视场角为 45°左右。镜头焦距5.0 mm,视场角为 23°左右。镜头焦距7.5 mm,视场角为 14°左右。镜头焦距10 mm,视场角为 12°左右。镜头焦距15 mm,视场角为 8°左右。

 


 

4、 应用领域

 

在显示系统中,视场角就是显示器边缘与观察点(眼睛)连线的夹角。


例如在图中,AOB角就是水平视场角,BOC就是垂直视场角。

国内外虚拟现实头盔FOV参数(部分)

PC端:

     Oculus Rift DK2 : 100°
     HTC Vive : 110°
     Project Morpheus :100°
     THREE GLASSES : 125°
     乐相大朋 :120°

手机端:

     Samsung Gear VR :96°
     SVR GLASS : 96°
     灵境小白 :90°
     蚁视机饕 :100°
     暴风魔镜3代:98°

手机端头显FOV多大才合适


※方框是手机屏幕,圆圈是视野
    
由上图可见,屏幕越大对视场角的要求越高,而手机屏幕越小则不要求那么高的视场角,手机屏幕小时FOV大反而会破坏沉浸感,所以根据自己手机屏幕的大小作为参照选择虚拟现实眼镜会更合理。一般建议5.0”~5.7”手机,选择90°视场角已经完全能够满足使用要求,而对于5.0”以下手机,选择80°左右视场角产品或许会更佳,其实可以将90度当做一个黄金分割点来看,5.7寸以上的2K分辨率手机选择视场角90度以上的产品,5.0寸以下的手机可以选择90度视场角以下的产品。而5.0-5.7寸的手机更适合于90度左右的产品。【1】

 


 

5、 参考资料

 

1、什么是视场角—— 87870 [引用日期2016-11-16]

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