聊一聊VR虚拟现实（八）：VR视频的清晰度-vr视频都是这么模糊的吗

 

相信很多看过VR视频的朋友，有时候都会有这个困惑：怎么看视频内容这么不清晰。是机器的问题？还是内容源的问题？

有一些初入视频拍摄行业的朋友，也会问到：你们这个VR眼镜是4K屏，我应该输出多少尺寸的VR视频，是不是也要4K？

为了解答这个问题，我们先需要了解一下，"清晰度" 这个概念怎么定义的？

注：本文涉及到很多技术数据，请非战斗人员撤离。

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一、PPD：清晰度的黄金标准

说到 清晰度，大家都会想到 视网膜分辨率（裸眼分辨不出像素颗粒），毕竟 这是清晰度的终极目标。对于手机来说，苹果把 视网膜分辨率的屏定义为：300 PPI（Pixel Per Inch）。也就是 每 inch 300个像素，用户在使用这样的手机时，是看不到像素颗粒的。但是这个分辨率的屏幕，在VR眼镜里，却远远不够用。因为VR眼镜，相当于用一个放大镜看屏幕，原来肉眼看不到的像素点，当然就现了原形。

所以问题来了，VR眼镜如果要达到 视网膜屏，需要多高的单位分辨率？

这里我们需要引入一个更加跨平台、与使用场景无关的通用概念：PPD（ Pixel Per Degree），即，每一度视场角的像素数。相比于 PPI，PPD才是一个万用的与使用场景无关的黄金标准。

比如以视网膜屏手机为例，当用户在40cm左右处使用手机时，手机屏幕在用户视野中水平所占据的度数大约是10度（iPhone4）。而因为iPhone4手机屏幕宽度是 640 个像素，所以，相当于，每一度视场角，被分配了 64 个像素，即 64PPD，而用户此时就是无法分辨像素颗粒度的状态。

所以，业内比较流行的说法是达到 60 PPD 的图像，才能算得上是视网膜分辨率。

当然，这个60PPD的标准，是在非常严格的测试场景下，比如 观察边缘锐利的静止文字。其实观看动态的视频时，只要达到 30PPD左右时，人眼就注意不到像素颗粒。30PPD 是什么概念呢，大约就是你在 20cm处，使用 iPhone4 手机的感觉。

那么，我们平时观看VR视频时，看到图像 PPD 是多少呢？

它与两个因素有关。一是屏幕本身的 PPD，二就是视频内容的PPD。

下面我们就分别分析一下这两个因素。

二、VR眼镜的PPD

目前，提到VR眼镜的分辨率，一般直接说屏幕是 几K 屏（比如 2019年最主流的是4k屏）。这是因为，目前的眼镜普遍的视场角都在100度左右，所以，眼镜的K数越大，基本上也越清晰。那么这个 几K 屏，怎么对应到我们上面说的 PPD 上呢？

首先我们要确定，这个 K，是指单眼还是双眼，因为有的VR眼镜，它的双目屏幕其实是一整块屏。对于双眼几K，需要首先除以2.

比如，2019年流行的是双眼4K屏。那么，每个眼睛看到的就是 2K 的屏幕。下面简单列了一下，当前市面上一些主流一体机的 双目屏幕尺寸及其真实比例（有一些一体机其实是 双屏，这里直接合并展示）。

可见在最早期，三大VR眼镜（PSVR、Rift、vive）普遍使用 2k 的分辨率，这个分辨率下，就会有比较明显的纱窗效应。很多用户对VR眼镜的 “纱窗感” 体验，其实都停留在这个时期，但是时至今日（2019年），在4K屏的加持下，纱窗感已经不再存在。

在知道眼镜的分辨率后，我们还需要了解另一个数值：FOV（Field of view，视场角），比如，某个眼镜是 100度 FOV，那么就是说，用户在使用时，能同时看到 100度的视角。

两者结合起来，就不难得到一个VR眼镜的清晰度指标PPD，双眼4K 100度FOV 的VR眼镜，它的PPD = 2K/100 = 20 （实际中，FOV一般指双目的FOV，这个数值会比 单目FOV要稍微大一些，这里我们就简化处理，用双目FOV来当单目FOV使用）。

可见，这个 20PPD，其实比我们上面说的看视频时注意不到颗粒感的 30PPD 还是要小一些。那么，这是我们看VR视频时，不清晰的原因吗？我们先不下这个结论，再来看一下，在当下视频内容的PPD又是多少？

三、视频内容的 PPD

要计算视频内容的 PPD，我们首先要知道VR视频是怎样被播放出来的：

我们就以一个最普通的 2D 360度 4K VR视频为例。一般来说， 2d 的 360度视频，都是被输出成 1：2 的长宽比例。在正式播放时，这个画面，会被拉伸平铺到一个球面上（下图是一个简单的示意，并没有真正的围成球形）。我们可以看出，源视频的4k像素的长边，被完整地拉到了360度

那么在这种情况下，这个视频的横向PPD就等于 4K/360 = 11 PPD

可见，一个4k 的 360度视频，它的等效PPD 只有 11。也就是每个视场角只有 11个像素，远远低于 30PPD 的标准，甚至低于4K屏幕的 20PPD 的屏幕分辨精度。

所以说，当我们在一个4KVR眼镜上看一个4K分辨率的VR视频时，视频的清晰度 是低于 屏幕的分辨精度的。

2019年VR视频领域，最常见的高清分辨率还是 4K视频，8K的内容还很少。所以说我们觉得视频播放看不清，其实大部分时间是视频本身的问题。

那么，4K屏，应该放多大尺寸的视频，才能充分利用好屏幕分辨率呢。其实我们利用PPD的概念，可以很容易反推出来。

4K屏，是 20PPD，那么，在上面放20PPD的视频，才能充分利用屏幕分辨率。

而一个 20PPD 的 360度视频，需要 20x360=7200 的横向像素数。所以大约需要8K视频才能充分利用4K屏的分辨率。

当然，以上是针对 360度的VR视频来说。对于180度的VR视频，4K分辨率已经达到了22PPD的程度（4K / 180 ），所以，它已经能够充分利用 4K屏VR眼镜的分辨率。

四、视频内容的 码率

撇开视频 码率 谈 分辨率其实都是耍流氓。虽然 4K 视频并不能完全利用上4K屏幕的分辨率，但是同样是4K，码率的不同，对结果影响也是很大。

那么4KVR视频，码率要到多少才能看起来比较清晰？

要确定码率，首先得知道 VR的各种不同的尺寸格式。影响码率需求的，有几个因素：

1. 是 2D视频 还是 3D视频？对于3D VR视频来说，因为它要分别记录两个眼睛看到的内容，所以，它的源文件的尺寸，是 2D VR视频的两倍（如下图所示），因此它的文件大小也差不多是2D视频的两倍（实际上不会是正好两倍），同样清晰度的情况下，码率也就大约高两倍。

3D VR 视频

2. 帧率是多少（30？60？）帧率（Frame rate） 是指一个视频播放时，每秒钟播放的画面数，用 fps（frame per second）表示。对于画面变化较慢的视频来说，一般30fps就够用。但是对于画面变化剧烈的（比如舞蹈视频），就需要60fps来进行记录。而一个 60fps的视频，比 30fps的视频，文件大小差不多也是2倍的关系，因为它每秒显示的图像数多了一倍。

有了上面这些因素分析，基于我们的实验观察，得到了以下结论：

a. 4k 2d 30帧 的视频，需要40Mbps 码率，才能达到比较清晰的效果，比 40Mbps 低，会感觉出变模糊。

b. 以此类推，4k 2d 60帧 则需要 80Mbps 的码率

如果在线看VR视频，按照现在的网络带宽，大部分人家里很难达到40Mbps这个码率，那么清晰度也就没法保证，只能使用下载到本地播放的方式。

综上所示， 影响 VR视频观看清晰度的因素很多，但是主要还是视频源的问题。对于屏幕显示来说，双眼4K屏幕 其实已经能满足当前最高到 8K视频的显示需求。随着8K视频的增多，相信人们会越来越感受到VR视频的深度沉浸效果。

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