對于類似HTC Vive的設備，需要雙目12450*6840或更高的分辨率(介于8k和16k之間)才能達到“視網膜”效果。

　　對于所有VR設備，需要達到150-240fps的刷新率才能讓一般人覺得足夠真實。

　　如此高的分辨率和刷新率需要數十倍于當前PC的硬件性能才能驅動。

　　“視網膜”效果是一個沒有清晰定義的概念。根據Steve Jobs在發布iPhone 4時的定義，它是指在10-12英寸的距離上，設備的像素密度達到300ppi(每英寸300像素)的水平時的顯示效果。然而實際上人眼在12英寸的距離上的分辨率可以超過900ppi。我們在這里采用Jobs的標準來討論。

　　12英寸距離上300ppi的像素密度，通常用一個單位為ppd(每度像素數)的參數來表示：

　　想象一個頂角為1°的細長的等腰三角形，其高度 d 為眼睛與屏幕的距離，r 即為其底邊覆蓋的像素數量。根據Jobs的定義，要獲得視網膜顯示效果，需要至少57ppd。

　　對于主流VR頭顯如HTC Vive來說，其單眼橫向FOV為110°，縱向約120°。據此計算，它需要

　　的單眼分辨率才能達到視網膜水平，也就是需要一塊至少 12540*6840 的屏幕輸出雙目畫面。按照類似流行的4k、5k、8k 的說法，這樣一塊屏幕差不多是13k;如果維持Vive顯示面板大小不變的話，其像素密度約為2567 ppi(作為對比，Vive的像素密度約為447 ppi)。至于有的朋友提出這樣高的像素密度能否實現，我覺得應該是沒什么問題的，畢竟Sony早在2013年就造出了2098 ppi的OLED屏幕。

　　如上圖。目前的主流VR頭顯的像素密度只達到了這一標準的1/6。我們在主流顯示設備的像素密度上翻的前一個6倍，花了二十多年(從DOS時代的320*200到目前主流的1920*1080)。

　　提高VR設備的像素密度，并不是單純地把高密度顯示面板造出來然后放進頭顯這么簡單。從2k到4k、4k到8k，每次升級看上去都只是數字翻了一倍，然而像素數量卻是呈平方級上升的，4k是2k的4倍，8k是2k的16倍。視網膜VR級別的分辨率，其像素數量是目前Vive的33倍。

　　為了滿足VR游戲的需求，目前最頂級的PC的性能都可以被輕易榨干。3D游戲的性能是與分辨率密切相關的，這意味著如果要提供相匹配視網膜VR的3D游戲內容，計算機的性能也要相應地提升幾十倍。以摩爾定律計算，這個過程需要近10年。

　　視頻信號的傳輸也是一個大問題。上圖每個方塊右上角給出了在該分辨率下以90 Hz的頻率發送未壓縮的每像素24 bit的視頻信號所需要的帶寬(不含音頻)。作為參考，目前最新的HDMI 2.0標準可以傳輸最大18 Gbps的帶寬——連視網膜VR所需求帶寬的1/10都達不到。為此，我們必須使用更先進的傳輸方式，例如光纖傳輸。尚在襁褓之中的無線傳輸則會面臨更大的挑戰(開個腦洞，近場激光傳輸?)。

　　很多朋友提到，由于人眼只能清晰地看到聚焦點周圍很小的范圍(2°)，利用這一特性，我們可以通過降低周圍的分辨率來降低對像素數量的需求，以及計算機和傳輸性能的要求。

　　上圖是人類左眼的分辨率曲線(CC-BY-SA 3.0授權)。可見只有眼球中央凹(Fovea centralis)附近的區域有較高的分辨率，周圍的分辨率急轉直下，甚至不及中央十一。

　　要利用這一特性，我們需要在VR頭顯中植入眼球追蹤設備。它可以通過追蹤眼球中央凹的移動來獲知用戶的眼睛正看向哪個點，然后在這一點周圍使用全清晰度渲染，其他地方使用低清晰度渲染。目前眼球追蹤技術已經非常成熟，但相關產品都還是以頭顯插件的方式存在，比如我們這里有一只樣機，可以插入Vive頭顯使用;但由于設備太大，戴眼鏡的用戶就無法使用了;這個設備需要使用USB線連接，走線上也很繁冗。不過相信下一代的VR頭顯就會開始集成此類設備，也就不存在這些問題了。根據nVidia的說法，應用這一技術可以將渲染性能提高2到3倍。

　　不過眼球跟蹤并不能實際降低對頭顯像素數量的需求。有的朋友在此基礎上設想了一種機構，使得顯示面板可以快速根據眼球的位置來移動，這樣就只需要極低的分辨率了。我不能否認這種技術在未來出現的可能性，但人眼的轉動速度可以達到900°/s，很難想像有何種設備既能夠提供足夠的扭矩來低延時地跟蹤這樣高速的移動，又能小到能放進頭顯里(開個腦洞，也許使用類似Olympus微單防抖系統那樣的磁懸浮面板?)。

　　換一種思路，由于目前的VR頭顯都是通過一塊(菲涅爾)透鏡來將矩形(接近正方形)的顯示面板矯正為符合人眼的視野，面板上的某些像素實際上是被浪費掉的。譬如面板上只有內接的近圓形區域里的內容才會被看到，四個角上的像素實際上是完全用不到的，所以根本不需要去渲染。再比如由于透鏡的特性，邊緣的可視像素密度比中心要低，因此也沒有必要使用全分辨率渲染。nVidia的Multi-res Shading技術就利用了這一特性，使得渲染性能可以提高33%-50%。

　　nVidia Multi-res Shading示意圖，邊緣的部分像素密度較低，因此以較低的精度渲染。

　　盡管這些技術看上去能有效地節約像素數量，但需要注意的是，因為生產難度和成本問題，實際情況下基本上不可能去生產像素密度不均勻的顯示面板。因此這些技術只能用于緩解對計算機性能的要求。

　　刷新率方面，盡管我們知道24 fps已經能提供連續的畫面、60 fps的游戲對于絕大多數人來說已經足夠流暢;對于VR來說，為了提供足夠的沉浸感，這些刷新率都遠遠不夠。理論上人眼最大可以感知到1000 fps的畫面(維基百科說的，我也沒有查到引用來源);對于未經訓練的人來說，150-240 fps的畫面已經顯得足夠真實。因此Vive、Oculus的90 Hz，以及PSVR的120 Hz都還太低。而如果要達到理想的刷新率，VR對機器性能的需求和傳輸帶寬的壓力還會進一步提升一到兩倍。