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Oculus Rift 消费者版 CV1拆解
2016年4月13日    评论:    分享:
    来源:iFixit

    Oculus Rift终于发布了消费者版本 CV1,它里面究竟有哪些改变?那些没变?如果出现严重故障时是否可以轻易地替换有问题的部件?你要找的答案,都在下面这篇拆解里。 

   一般情况下,新产品在诞生之初都会有一些设计和功能上的不完善,要在后期的用户反馈中不断改进和完善。CV1是“消费者版1(consumer version one)”的缩写,相比初代原型机和第二代原型机Crystal Cove Oculus Rift CV1耳机和面板这两部分都相当容易移除。大部分用户都最想要更换这两部分的部件,让设备拥有更多的自定义功能。



  打开的就是Oculus Rift CV1的光学结构组件了。Oculus Rift CV1内部安装了非球面菲涅耳透镜和一对456ppi的OLED显示屏,它们能够巧妙地让你的眼睛从几厘米的距离看到无限深度的风景。Oculus的软件工程师和虚拟环境工程师将携手完成这项工作。另外,Oculus还在设备中加入了许多解决方案来适应不同的头部和眼球,以让设备能让更多拥护舒适地使用。

  改善VR体验,必先改善头部追踪和识别点追踪,这里我们的意思是很多个识别点的情况。  

  转动你的头,你的动作仍然可以被追踪,这点比前面的版本有进步。上个版本只在头盔前面和后面有红外LED灯,而这个版本你甚至可以戴着它原地转芭蕾——只要别被电源线绊倒。


    拆解这款头戴显示器之前,我们可以看到Oculus的位置追踪系统 Constellation的阵列式红外灯部分,为实现 360度的追踪,现在该系统已经扩展到了这款头戴式显示器的背面。

    红外点,准确些说,它们是由埋设在头戴设备中的微型LED发出的光。你在正常使用VR设备的时候,一般不会看到它们,这里我们使用了红外探测器,让你一睹他们的真容。

  这就是Oculus的追踪器,又被称为“星象图”。你带上它,就像黑夜中的萤火虫一样,那么鲜明,那么出众。



    打开设备的外壳,就能看到头显的电路板和镜头杯,后者直接将Rift独特的镜头托举到显示器上方,使屏幕镜头装置能单独移动,调整硬件IPD(集成产品开发)。


    由于我们拆解过两个版本的Oculus Rift,所以完全可以从下面CV1版本的产品参数,发现他们那里不同:

  ● 两个OLED显示器,组合分辨率为2160*1200,90 FPS的刷新率;

  ● 陀螺仪,加速度计和磁力计

  ● 搭配红外摄像头,可以实现360度范围内追踪

  ● 水平视野大于100度


  消费者版本的VR运动控制器,被Oculus公司称为Oculus Touch,会在今年晚些时候发布。如果我们到时候还没倒闭,一定要拆了它。

  这绝壁是最轻便的一代Rift,还搭配了沉浸式耳机,戴起来舒适到想把前面的版本砸了。

  厚厚的泡沫框架可以减少面部与设备接触的不舒适性,他只是卡在设备上,直接拿下来就好。们发现几乎没有什么螺丝,这也是重量减轻的原因之一。

  移除了泡沫框架,我们可以拔掉头戴显示器上的唯一电线了。从这唯一一根电线,就预见CV1版比之前有了多大的改变…… 


    拆掉可调式耳机,小菜一碟。一枚嵌入式平头螺母固定了扬声器臂,耳机和主机之间采用的是接触式弹片,32个赞!



  我们一早预料到VR设备的耳机会非常贵、非常不好修、根本拆不下来……而这个设计实在太良心。

  要知道你们如果在玩双人VR游戏,尤其是对战类游戏的时候,一拳头挥过去打掉头戴设备,最先坏的肯定是耳机部分。


  弹性的莱卡材质包围着镜头,翻开它,就能取下薄薄的一层塑料框架。这防尘设计保护了Oculus内部,与此同时在这个框架内,还允许微调镜片远近。

  这框架上还有一些小的定位点用于头上方向的追踪。

  拆这个框架还花了我们一点时间,最后发现有几个精心设计隐藏的卡扣,撬开完事~



  在早先的DK2版本中,用的是一块来自三星Galaxy Note 3的1080P的显示面板,这一次情况有所不同了。

  Oculus Rift CV1加码了!两块显示屏,就安装在镜片前面,你看,还能左右调节距离。

  
  每一颗LED都由标号,从D8到D10号LED是在一颗孤独的“隐藏”麦克风周围,然而我们并不知道这样的设计为了啥?以后也许会用来在游戏中语音聊天,语音命令,或环境噪音音量调节等功能。



  主板拆出来了,所有IC基本都在正面:

  红色:东芝(Toshiba)TC358870XBG 4K HDMI转MIP双DSI转换器

  橙色:赛普拉斯(Cypress) CYUSB3304 USB 3.0 集线器控制器

  黄色:意法微电子(ST Microelectronics) STM32F072VB ARM Cortex-M0 32位RISC内核微控制器

  绿色:华邦(Winbond) W25Q64FVIG 64 Mb串行闪存

  青色:Nordic半导体 nRF51822 Bluetooth Smart和2.4GHz专用SoC

  蓝色:骅讯(CMedia) CM119BN USB音频控制器

  紫色:S1l TI 59I C6F3

  下面我们分离镜头模组和显示屏。这些OLED屏幕长宽大概在90mm,像素密度456ppi。有个对比会比较好理解,iPhone 6S PLUS屏幕的像素密度是401ppi,Galaxy S7的在576ppi。

  这种级别的像素密度,一般用户肉眼是没法区分的了,Rift可以利用它,让近在眼前的一个物体看起来十分遥远,或非常巨大。

  前代Rift产品中采用的透镜是一套圆形可替换的(左),CV1则采用单一不可替换,非对称透镜(右)。

  给CV1镜头一个特写,可以看到同心环,意味着这是一种菲涅尔透镜(Fresnel lenses)。透镜厂商可以在更厚、更弯曲、更不规则的形状下,把镜片重量做到比上代产品还轻。

  菲涅耳透镜可以在更短焦距下,生成相同的大视角,同时材料还不贵,这正是VR设备需要的。因为这一切都必须装进一个砖头大小的设备,然后戴在你的脸上好几个小时,没有任何辅助支撑,来缓解你可怜的颈部肌肉。



  科普一下菲涅尔透镜,又名螺纹透镜,多是由聚烯烃材料注压而成的薄片,也有玻璃制作的,镜片表面一面为光面,另一面刻录了由小到大的同心圆,它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。透镜的要求很高。一片优质的透镜必须表面光洁,纹理清晰,其厚度随用途而变,多在1mm左右,特性为面积大、厚度薄及侦测距离远。



  菲涅尔透镜在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜,效果较好,但成本比普通的凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合,如幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等。

  菲涅尔透镜v.s.普通凸透镜

  使用普通的凸透镜,会出现边角变暗、模糊的现象,这是因为光的折射只发生在介质的交界面,凸透镜片较厚,光在玻璃中直线传播的部分会使得光线衰减。如果可以去掉直线传播的部分,只保留发生折射的曲面,便能省下大量材料同时达到相同的聚光效果。菲涅耳透镜就是采用这种原理的。菲涅尔透镜看上去像一片有无数多个同心圆纹路(即菲涅耳带)的玻璃,却能达到凸透镜的效果,如果投射光源是平行光,汇聚投射后能够保持图像各处亮度的一致。



  那些透镜和显示屏后面是什么呢?是超级光滑,配有弹簧、双齿条、小齿轮结构的调节框架,用于调节显示器与透镜之间的距离。

  采用双显示屏是CV1与原版本相比最大的进步,每颗镜头+显示屏都可以作为一个单独的个体来调节,以适应不同人群的瞳距和用眼习惯,说白了,只要还有眼睛,Oculus Rift CV1你就能用。

  接下来是LED驱动电路板,上面贴心地做了标记,方便我们重新装回去。



  小小一块板子,上面竟然有10几个测试点,还有不少控制接口。和我们拆解DK2版本时不同,CV1版本的LED控制器没有用ST半导体的,而是用了TI的:

  红色:3颗TI TLC59401 16通道LED驱动器,具有点校正和灰度PWM控制

  橙色:板子背面,我们看到一对“大”电容,可能这么多红外LED灯,需要一些间歇负荷。



  镜片也拆了,芯片业看了,下面要来看看头带部分里面有些什么。小撬棒一下就把外壳撬开了,拨开织物层,我们发现了一条黑色的线缆,就是它在给前前后后的LED送电。



  拿这些机械结构又是什么鬼?原来是头戴调节装置,不再用皮带扣那种low货啦~


标签:Oculus眼镜
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