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試水之作 Vision Glass,華為悄悄入局AR

由 鈦媒體APP 發表于 動漫2023-01-14
簡介Micro OLED+Birdbath方案的AR眼鏡,被雷鳥創新、Nreal、Rokid 三家統稱為“消費級AR眼鏡”,字尾也均命名為「Air」

晶片良品率一般多少

試水之作 Vision Glass,華為悄悄入局AR

圖片來源@視覺中國

文|AR研究媛

Vision Glass 是華為的試水之作,強調「智慧觀影眼鏡」,卻悄悄入局AR。

01

AR眼鏡基本現狀

AR眼鏡能極大地增強我們的視覺感官和能力,創造自然界沒有的直觀深度資訊,被看好可以取代智慧手機和各類穿戴式裝置,甚至完成消費電子「大一統」。但是AR眼鏡受限於基礎技術,當下切入是不是好的時間點。起碼巨頭還在猶豫踟躕。

20年前開始做Tesla電動汽車,還是10年前、或者5年前做,太早或太晚結果會截然不同,這中間是關鍵性的SLAM軟硬體走向成熟,AI晶片和各類神經網路演算法真正堪用,積累量變到質變的節點。

同樣的,iPhone 釋出前誕生過iPod、iTouch、多點觸控技術、web OS和Palm,在3G網路開始普及的時候,iPhone才真正迎來全球範圍的市場爆發。

AR現在處於什麼階段?高調入局AR的吳德周,判斷是「第一代iPhone誕生的前夜」。無債一身輕的創業冥燈羅永浩,強調「AR就是下一代計算平臺」,雖然硬體還差得遠,在等待行業成熟商業化的這段時間,他們的軟體團隊會把一個消費級別的AR裝置上所需要的全部內建軟體,以及大量底層設計重構過的作業系統徹底寫完。

但真相更可能是苦苦尋找消費電子增長點的廠商,都在翹首期盼蘋果傳言明年年底釋出的AR眼鏡,能開天闢地,再造下一個十年大繁榮的全新品類。AR當下的熱潮,既不是to B,也不是to C,而是to VC。

眼下,AR眼鏡從產品方案到廠商分佈,都顯得有些混亂。

產品上,技術極簡的BirdBath方案眼鏡,顯示效果突出能用來移動觀影和大屏沉浸遊戲,在消費市場有一點點出貨量。但是光波導才是真正高透光、輕薄達標、能做SLAM和虛實互動,才算真正的AR。顯示上的關鍵技術光波導,也分衍射光波導和陣列光波導兩個還未蓋棺定論的技術方向。

廠商方面,國內國外精準計算投入產出比的消費電子巨頭,都沒有投入多少資源做AR,因為AR只有在工業製造、遠端培訓、國防裝備等特定的應用場景有用,to B做不了標準化成不了規模,to C的AR眼鏡,連一個正常的雙目全綵顯示都非常難,還不論算力、互動、續航、體積和重量等達到消費市場的最低標準。除了to B的幾家老公司,真正把消費市場AR眼鏡當回事的,也只有國內Nreal、雷鳥創新、影目、Rokid這樣的創業公司。

微軟、蘋果等有雄心壯志的廠商,過去十年更多的是買買買各類AR關鍵技術和元件的新興創業公司,做專利和技術儲備。

02

華為釋出的Vision Glass,是一個什麼形態產品?

華為在12月9日正式釋出的Vision Glass 智慧觀影眼鏡,其實就是BirdBath(簡稱BB)方案的AR眼鏡,它並不算真正的AR,而是一個過渡方案。

知乎有一篇科普文章《自由曲面式AR眼鏡/頭戴式顯示器(Rokid Air)評測》,把它的原理講得很清楚:

試水之作 Vision Glass,華為悄悄入局AR

場景建模、資訊標註、虛實互動,理想中AR眼鏡強大無比。現實裡標準的全功能AR眼鏡Hololens誕生後,微軟非常有自知之明,體積、重量、發熱受限於基礎技術,最佳化空間有限,螢幕花花綠綠偏色嚴重,續航更崩。之前AR眼鏡只在B端有單,工業應用、遠端培訓、戰場單兵作戰,追求功能性勝過基礎體驗,並不需要高頻使用;追求部分場景,而不是囊括全部場景,才堪用。

偏偏是之前幾乎被淘汰的、不算標準AR的BB(BirdBath簡稱)方案,摸到了一點點消費市場門檻。Micro OLED+Birdbath方案的AR眼鏡,被雷鳥創新、Nreal、Rokid 三家統稱為“消費級AR眼鏡”,字尾也均命名為「Air」。它能以一幅正常太陽鏡的體積和重量放在口袋裡,戴上去,瞬間無中生有呈現一幅「大屏」。

「大屏」有多大,一般以等效4米的投屏尺寸來衡量,最大的雷鳥Air ,等效140英寸。Nreal、雷鳥Air 1S為130英寸,Rokid和華為則為120英寸。廠商也經常以「口袋巨幕」來形容產品特點。

以一副眼鏡作為顯示載體,現實中的移動場景,高鐵、飛機、地鐵、公交上各種狹小的密閉空間,顯示變得不受限。同樣,因為眼鏡正常戴在眼前,身體姿勢可以更自由,躺、坐、半臥、站直,都不影響。

光線合適的時候,消費級AR眼鏡能大致看清外界。因為反射塗層,抵消了大約75%的入眼光,它其實並不方便出街,更適合相對靜態的使用場景。

眼前純粹虛擬的靈活大幅畫面,找到了躺臥觀影、辦公、遊戲的場景,B站「懶人神器」的評測標題,基本上概括清楚了它的特點。

BB方案的AR眼鏡,來自易觀分析釋出的今年三季度國內消費級AR眼鏡(電商)市場份額報告,銷量達數萬臺。其中,Nreal以34。5%的市場份額位列第一,雷鳥創新和Rokid分別以28。6%、24。4%的市場份額位列第二和第三,米家AR眼鏡以8。5%的市佔率排在第四,米家之後為佔比4%的INMO。

試水之作 Vision Glass,華為悄悄入局AR

就像開頭所說的,iPhone誕生前依次出現了iPod、iTouch和Palm PDA,BB方案眼鏡在AR大潮中處於什麼位置?今年增長最快的雷鳥創新,CEO李宏偉接受媒體採訪時提出過一個AR產品金字塔模型。

最下層是不具備太多智慧功能的眼鏡。

往上的第二層主要分為兩個路線:一種基於Birdbath技術,第二種基於光波導,產品功能都是以顯示為主。基於BB的顯示畫面很好,解析度高,產品形態比較像墨鏡,主要用於觀影、遊戲、辦公;基於光波導的產品形態會更像眼鏡,但是顯示效果不太好,主要用作資訊提醒。

第三層是前面兩個路線各自加上AR功能,二者是相互並行的關係。Birdbath + AR的特點是顯示效果好,但是比較難做虛擬現實的融合,這是技術特點決定的;光波導+AR的出發點是先看到一個現實世界,然後在現實上疊加一些東西,因為光波導的狀態可以很好平衡顯示和透視。

換言之,BB+AR基本上是一條死衚衕。BB是消費市場盛宴開啟前的甜點,光波導才是正餐。

以BB方案為代表的消費級AR眼鏡,目前只是一個非常輕便的眼鏡投屏器,它能稱之為AR僅僅是因為可以部分透光,能看到現實畫面中虛擬了一塊大螢幕。它「極簡」了正統AR眼鏡的計算、儲存、渲染、互動、基礎SLAM功能的感測裝置。

03

華為Vision Glass,產品方案和實力如何?

BB方案消費級AR眼鏡,看似簡單,即使經過「產品極簡」原理不難,也是“索尼小屏”達到成熟後才真正堪用。

2019年Sony釋出的MicroOLED屏,亮度提升了近10倍,達到3000cd/㎡,這就讓光能利用率很低(10%-25%)的BB光學方案起死回生,在原來只有300-500cd/㎡亮度MicroOLED的時候,BB方案的入眼亮度只有30-50 cd/㎡,提升後顯示效果明顯提升。

試水之作 Vision Glass,華為悄悄入局AR

而BB眼鏡好不好,廣告評測吹的天花亂墜,你只要看FOV(視場角)、eyebox面積、鏡頭MTF值、投屏尺寸、出瞳距離,就知道幾斤幾兩了。

FOV、eyebox面積、鏡頭MTF和投屏尺寸依次是最難做好、也最重要的關鍵指標,它們互相制約。

比如MTF值,畫面上消除畸變和色差(尤其在畫面邊緣),是直接影響畫面觀感的關鍵差異。

試水之作 Vision Glass,華為悄悄入局AR

螢幕不同位置,畫面畸變和色彩差異

比如eyebox。在B站一檔播放量達到22。8萬的評測影片中,主持人提到,“Rokid的問題,視野中清晰的範圍非常小,只要輕輕一移動,那邊上的畫面可能徹底就沒了”。

“在AR裝置中,Eyebox直接影響著你能夠看到清晰虛擬影象的範圍大小,直接的說它就決定著你日常佩戴AR眼鏡的靈活度,假如Eyebox太小,稍微動一下AR裝置你看到的虛擬內容就會不完整,極大降低使用者體驗。”

試水之作 Vision Glass,華為悄悄入局AR

BB方案眼鏡關鍵指標示意圖

s代表平面光學表面的寬度,b代表eyebox,r代表出瞳距離,而v代表FOV 。s=b+2 r tan(v/2)

“這些關鍵指標相互聯絡和相互制約,提高一項將意味著犧牲另一項,比如在提高FOV的同時,就容易造成更大的光機體積和更小的eyebox。而小型光學模組若想實現大FOV、大eyebox則極具挑戰,而且大eyebox需要更多光線才能實現自然的亮度,這要求更強大的光源或更高的光效。”

換句話說,要做大EyeBox面積,不僅要提高光效率達到同等入眼亮度,FOV還會變小。

而做大FOV視場角又會縮小EyeBox,還會擴張螢幕光機體積,導致眼鏡整體重量和體積失控。

還有,把鏡頭MTF值做好,控制畸變和色差,消除各類炫光、外部內部雜散光,其設計整個光學模組的難度,類似單反鏡頭。

所以,同時把FOV、EyeBox、投屏尺寸做大,控制好鏡頭MTF值,還是很要求技術含量的。

基本確認,華為Vision Glass 用了類似Rokid Air 的公版光機方案,並不像雷鳥創新 和Nreal 那樣深度自研和定製開發。

現在沒有SLAM、多種感測器、算力晶片和電池的BirdBath眼鏡,技術上已經足夠極簡了,華為竟然還做不了唯一有技術含量的光學模組深度自研。

用過Rokid Air的同學應該知道,這來自供應商惠牛科技的公版光機,eyebox面積小的可以,眼鏡稍微動一下,畫面就看不了。至於屈光度調節,個人猜測是出瞳距離太小,沒法「容納」佩戴眼鏡後正常畫幅顯示。而且這屈光度調節是調的畫面,根本不是光學層面的近視眼鏡那種精度,還調不了散光。

Rokid用惠牛公版的光機,只有120英寸的等效投屏,eyebox和出瞳距離對比雷鳥Air/Air1s、Nreal也很小。

試水之作 Vision Glass,華為悄悄入局AR

華為Vision Glass,等效120英寸螢幕、41°視場角、0-500度屈光調節,相比2021年釋出的Rokid Air ,FOV居然還更小,可能也是做不好包含螢幕光機在內的整個光學模組,直接使用了供應商的公版方案。

相比之下,雙11賣的最好的BB方案XR眼鏡,雷鳥創新和Nreal兩家,都是自己深度研發和定製的光學模組。這長期戴在眼睛上的東西,各項指標要求很挑剔。

來自媒體採訪等第三方的說法,雷鳥創新脫胎自TCL電子孵化,TCL創新實驗室有多年的光學研發積累,一直在前沿技術上探索。Nreal在行業紮根也是靠微機電和光學領域沉澱,創始人徐馳和他的團隊都是這方面的頂尖專家,幾年前AR眼鏡剛亮相海外就驚豔了外媒和業內專家。

比如Nreal在它家的宣傳頁面上特別突出了「光學引擎」這一頁,自研光學引擎“驚鴻銳影”2。0頁面靠前,尤其強調。還有今年4月釋出的雷鳥Air 1代,投屏尺寸140英寸(10月份雷鳥air 1S縮減到130英寸)、EyeBox 14*8mm 兩項關鍵指標最大,並且雷鳥創新對外宣傳實現光效最高的BirdBath,畫面邊緣畸變最小,抗反射效果最好。

至於螢幕,注意,AR眼鏡上的Micro OLED螢幕跟我們正常消費電子裝置上看到的OLED螢幕,完全不同!它是矽基OLED“微顯屏”,之前主要出貨在單反相機的VHF畫幅取景器。

MicroOLED微顯屏是將發光元件「種植」在矽晶片之上,而非玻璃基板,核心技術橫跨半導體和OLED新型顯示兩大領域。矽基OLED能以一枚晶片的大小面積,實現1080P甚至更高的解析度,畫素密度可以達到3000 PPI以上。

試水之作 Vision Glass,華為悄悄入局AR

來自索尼官網的矽基OLED和LTPS-OLED介紹

除了索尼,國內的視涯也大有來頭,也是目前成熟Micro OLED微顯屏的供應商,後者甚至在色彩、對比度、亮度方面顯示素質更好,只是功耗和壽命有短板,可能是涉及到矽晶圓等半導體方面工藝不成熟,良品率較低。

所以,“小屏”現成的供應商是「二選一」,沒什麼好吹的。吹螢幕是索尼的,色彩和顯示效果更好,純粹忽悠外行人。因為Birdbath用的micro OLED螢幕,現在大規模量產能用的基本上索尼、視涯兩家二選一,而且視涯的色彩、對比度、亮度更高,換句話說它的顯示效果更好。現階段大力宣傳索尼屏就是在收智商稅。

另一邊,視涯顯示效果更好但壽命、發熱、良品率堪憂。OLED的壽命是大問題,OLED矽基基板上的驅動電路不行,背後可能視涯半導體制程工藝不過關。華為Vision Glass實現了90%DCI-P3色域(即120% sRGB),應該就是用了視涯的屏,可能半年後螢幕體驗堪憂。

最後總結下,即使簡單如BirdBath的投屏式「過渡AR眼鏡」,也不是單純拼方案就能做好的,FOV、EyeBox大小、鏡頭MTF值、投屏尺寸代表的整體光機設計,依然有門檻。華為Vision Glass 單純從引數看,產品力堪憂,它大機率是不投入真正的研發資源和精力,僅僅作為試水市場的實驗品和風口上匆忙趕工的備胎。