HoloLens 2 的顯示效果


這篇延續前一篇 Microsoft HoloLens 2 開箱文,來整理一下,針對 HoloLens 2 的顯示效果的初步感想。

基本上,HoloLens 2 由於在根本上的性質不同,所以在設計上其實和 HTC Vive 這類的 VR 顯示器有相當大的差異。

他基本上和之前也記錄過的 Epson Moverio BT-30C 比較接近,在前方顯示的部分,是沒有完整包覆性的,所以除了可以透過鏡片看出去外,眼角餘光也都可以看到周圍的環境。

或許也因為這樣,HoloLens 2 前方顯示的單元,比其他的 VR 頭戴顯示器來的小,再加上後腦杓還有一個安裝了電路的盒子,所以其實在配重上算是做得更好,戴著久一點也不太會覺得痠。

同時,也由於他在眼前不是採用包覆式的設計,所以也不會有 VR 頭戴式顯示器會出現的壓迫感、或是起霧的狀況~


未顯示內容時的視野

不過,或許是由於成像用的波導管本身的性質、以及前方弧形的保護鏡的影響吧?在戴上後,除了視野明顯變暗一點之外,也會出現一些綠色的反光(會根據狀況變色,但是主要是綠色)。

而視角的邊緣也會因為鏡框、曲面的保護鏡的關係而受到影響,像 Heresy 如果要帶著他打鍵盤的話,往下瞄鍵盤的時候就剛好會被卡到,必須要把頭彎的更低才行。

也因此,雖然 HololLens 2 算是設計成可以戴著做其他事情的設計,但是或多或少還是會影響正常的視野了。


顯示器開啟的狀況

上面算是沒有顯示內容的狀況,而當有顯示內容的時候,從外部就會看到他成像用的波導管亮起,同時眼睛也會因此被照亮。

 

而此時除了可以從內側看到顯示的內容之外,從外側也可以看到顯示內容的鏡像;當然啦,要橋角度、外加很認真看才看的到了。

 

下面的影片則是用攝影機從鏡片內側拍的畫面。

拍攝起來和肉眼看到的感覺還是有相當的差異,請不要把它當作視覺上真正的效果;不過,應該算是可以反映一定程度的狀況。

另外,影片後段的黑色橫條,應該是攝影機的頻率和顯示頻率隊上的關係,實際上在看的時候是沒這問題的。


不夠用的視角

至於實際看起來的感覺呢?老實說,個人覺得在成像品質的部分,各方面都比 Heresy 預期地來的差…

首先,在可視角的部分,根據《HoloLens 2’s Field of View Revealed》這篇文章的說法,HoloLens 2 的 FoV 是 43°×29°(對角線 52°),和第一代相比其實已經增加很多了。
但是如果和現在主流的 VR 的 100° 起跳相比…恩,HoloLens 2 的 FoV 真的小的可憐了…

而實際上看起來呢?儘管 HoloLens 2 在眼前的鏡片並不小,而成像區域明顯沒有包含整個鏡片,也因此常常會出現覺得應該要能顯示、但是卻畫面被裁掉的狀況。

實際上,當在操作的時候,就常常會明顯出現圖形介面、或是顯示內容下方被裁切掉而無法顯示的狀況。

上圖就是一張由鏡片後方用攝影機拍攝的畫面,可以看到視窗的下半部已經消失了;同時也可以看到,成像區域和鏡片底部其實也還有段距離。

基本上,這點算是個人覺得問題很大的一點。


成像品質:不穩的色彩呈現

在成像品質的部分,一個比較麻煩的點,是微軟並沒有公開他的實際解析度?官方的說法,是「2k 3:2 光引擎」以及「每弧度光點 > 2.5k」(官方倒是有說更新頻率是 120Hz);網路上則可以找到單眼「2048 × 1080 px」這樣的說法(參考),不過不確定是否正確。

雖然在現在的 VR 頭戴顯示器來說,2K 的解析度已經算是比較低的了,但是由於 HoloLens 2 的 FoV 也小很多,所以其實實際上看起來的細緻度,算是滿好的,感覺上不會輸給 Valve Index

但是要說整體的視覺效果…HoloLens 實在很難稱得上是「好」。
這部份的原因,主要是色彩的部分。

HoloLens 2 的顯示系統和一般的 LCD 或 OLED 應該都不大一樣。不過和 OLED 類似的一點,是他在黑色的時候,是完全闇的;所以在顯示全黑畫面的時候,和沒有開啟其實是一樣的。

而在最高亮度的情況下,全白的畫面可以蓋過大部分的背景色彩,讓使用者幾乎看不到後面的東西;不過當顏色愈暗,就代表透明度越高、越容易看到後面的東西了。

以 HoloLens 2 預設的視窗背景是藍色來說,就沒辦法完全蓋掉背後的實物了。

不過這個現象算是滿正常的,基本上也在預期之內。

真正的問題,是他的呈現的性質。應該是因為他的光導管的性質,在全白畫面下,在邊角可以還滿明顯地看到有斜向的紋路、呈現了不同的色彩;而應該也是因為這些紋路的關係,導致即使是中間的部分,也會看起來顏色不均勻、感覺很「髒」、看起來不是很舒服。

在色彩的呈現上,它的表現也不算很好。當視角正確的時候,顏色基本上不會偏得太多,但是會讓人覺得色彩飽和度不夠、對比也不夠強。

如果覺得把亮度調到最高太亮的話,當把亮度調暗的時候,則會發現視線中央的亮度會明顯較亮,周圍會降低得較快;如果亮度調到最低的話,甚至會出現僅有中央區域看的到中間的狀況。

最糟的是,當視角沒這麼正確的時候,整個畫面就會出現嚴重的色偏;甚至連皺一個眉頭、稍微把 HoloLens 2 頂高一些,都會出現一定的色偏。

而當把亮度降低的後,視野邊緣的色偏也會明顯地變嚴重,難以保持色彩的正確性。

下圖就是透過攝影機由鏡片內側拍攝的畫面,可以看到不同的角度都呈現了不同的色彩…


略有干擾的自動校正

另外,在官方文件(參考)也有提及,在使用時,畫面的左下和右下可能偶爾會有直線條的圖樣閃爍,這是作為校正之用的。(Heresy 一開始沒注意到說明文件有寫,還以為是顯示晶片有問題呢…)

雖然基本上這樣的顯示時間都很短,但是還是會被注意到的;不過由於時間極短,頻率也不算高,所以影響應該不嚴重,但是還是可能會讓操作者分心就是了。

附帶一提,在鏡片內側的外框,以及上面的黑色橫條,在透過攝影機拍攝時也會不時地交錯出現亮點;下左圖是邊框的部分有亮點、下右圖則是上方橫條有亮點。

 

這個閃爍的亮點應該是用來做人眼追蹤輔助用的?配戴時應該是不會注意到的,感覺上應該是屬於紅外線補光的部分?

而或許也是拜人眼追蹤所賜,在顯示畫面的對焦上,感覺算是相當地自然,不太會有難以對焦的狀況,和現實場景的整合,也大致讓人滿意。


整體看下來,個人只能說在成像的表現上,HoloLens 很難稱得上是好,勉強也只能算是堪用吧?

光就色彩表現來看的話,其實使用 Si-OLED 的 Epson Moverio BT-30C 的效果是更為優異的。當然啦,BT-30C 的解析度較低、FoV 也更低,如果要把 FoV 拉到 HoloLens 2 的等級,可能又是另一回事了。

而如果和主流的 VR 頭戴顯示器相比,應該會覺得相當失望吧。但是這主要也是因為 HoloLens 2 是為了要讓使用者可以直接看到現實的場景,而不得不作的妥協了吧?畢竟,在這種狀況下,基本上不能像 VR 裝置一樣、靠菲涅爾透鏡來玩啊~

至於是否能在下一代的產品中提供更好的色彩表現和視野,可能就要看有沒有更好的光學技術可以利用了。


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