对可变焦光学元件的需求
目前，所有其他XR HMD都在视频直通摄像头中使用定焦光学元件，其焦距无法改变。人眼可以辨别高达约 60 像素/度 ( PPD ) 的细节，但定焦光学元件的问题在于，在实践中，它们的分辨率极限约为 30 PPD。
这是因为需要进行平衡：一方面，镜头光圈需要足够小，以使景深 ( DoF ) 覆盖目标 PPD 的整个操作范围（例如从 20 厘米到无穷远）。另一方面，光圈不能太小，因为一定量的光需要到达传感器，图像处理器才能生成无噪声的高质量图像。我们也非常接近衍射极限，以至于减小光圈实际上会降低有效分辨率。曝光时间也不能太长，因为 XR HMD 需要高速摄像机（至少 90Hz），例如在快节奏的训练场景中，曝光时间必须降低到 1/90 秒以下，以减少运动模糊。
出于类似的原因，手机早已从定焦相机过渡到变焦相机。事实上，即使是人眼也使用变焦光学元件。Varjo 是第一家将变焦相机直通系统引入 XR 市场的公司。
实现业界首个凝视驱动自动对焦系统
变焦相机以牺牲景深为代价来优化 PPD 和到达传感器的光量，每次只能对焦一小段距离。现在的问题是：我们如何在正确的距离对焦，以及如何足够快地对焦？
您可能熟悉手机对焦的方式：您点击屏幕上的某个物体，相机会评估不同的对焦距离，并选择提取该物体最高频率的距离。这对于 XR HMD 来说还不够好。
XR-4 Focal Edition 具有精心校准的光学元件、非常快的对焦执行器（从一端到另一端不到一毫秒）——但最重要的是，我们开发了一种模仿人眼的新型自动对焦系统。
它的工作原理是以200Hz 的频率跟踪您的视线，并与我们先进的LiDAR深度传感器配合使用，以比人眼本身更快的速度稳定在正确的焦距上。最终结果非常自然：无论您看向何处，您都会看到清晰的图像，并且对焦速度非常快，以至于您永远不会看到它发生变化。就好像您一开始就没有通过相机看一样。
我们的系统可以通过选择与凝视距离相关的凝视位置周围的 LiDAR 深度样本来消除诸如注视手指或手指之间的困难情况。人们可能会担心注视点之外的物体可能没有聚焦。人眼的分辨率不足以注意到中央凹之外的物体，而且由于 XR-4 Focal Edition 的光圈大小与典型虹膜大致相同，因此这一点也与人眼一样。
关键任务工作的主要优势
但是从 30PPD 到 50PPD 有多大关系呢？我必须承认，我最初并没有意识到在视频传输中达到人眼分辨率比在 VR 中更重要。事后看来，这是显而易见的，但令我惊讶的是，我周围的物理世界中几乎所有东西都是为人类视觉系统的分辨率而设计的，无论是我最喜欢的杂志上的字体大小、我的电脑显示器上的分辨率，还是我键盘上的字母大小。使用除 XR-4 Focal Edition 之外的任何其他 HMD，一切都令人沮丧地无法阅读。
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如果您在 XR 中达不到人眼的分辨率，它会迫使您将所看的东西靠近眼睛，从而有效地改变您的自然行为。这在许多用例中是不可接受的，但在高级训练中尤其如此。您训练时使用的仪器已针对人眼进行了精心优化，并且您的头部处于特定位置是有原因的。您无法训练飞行员伸手去读取仪器，因为这不是您在实际情况中会做的事情。幸运的是，Varjo XR-4 Focal Edition 可以像您的眼睛一样看世界。