華為悄悄入局 AR,實力如何?
一、AR 眼鏡基本現(xiàn)狀
AR 眼鏡能極大地增強我們的視覺感官和能力,創(chuàng)造自然界沒有的直觀深度信息,被看好可以取代智能 手機 和各類穿戴式設(shè)備,甚至完成消費電子 " 大一統(tǒng) "。但是 AR 眼鏡受限于基礎(chǔ)技術(shù),當(dāng)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(jié)果會截然不同,這中間是關(guān)鍵性的 SLAM 軟硬件走向成熟,AI 芯片和各類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法真正堪用,積累量變到質(zhì)變的節(jié)點。
同樣的,iPhone 發(fā)布前誕生過 iPod、iTouch、多點觸控技術(shù)、web OS 和 Palm,在 3G 網(wǎng)絡(luò)開始普及的時候,iPhone 才真正迎來全球范圍的市場爆發(fā)。
AR 現(xiàn)在處于什么階段?高調(diào)入局 AR 的吳德周,判斷是 " 第一代 iPhone 誕生的前夜 "。無債一身輕被的 創(chuàng)業(yè) 冥燈羅永浩,強調(diào) "AR 就是下一代計算平臺 ",雖然硬件還差得遠(yuǎn),在等待行業(yè)成熟 商業(yè) 化的這段時間,他們的軟件團(tuán)隊會把一個消費級別的 AR 設(shè)備上所需要的全部內(nèi)建軟件,以及大量底層設(shè)計重構(gòu)過的操作系統(tǒng)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 傳言明年年底發(fā)布的 AR 眼鏡,能開天辟地,再造下一個十年大繁榮的全新品類。 AR 當(dāng)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(chǎn)品方案到廠商分布,都顯得有些混亂。
產(chǎn)品上,技術(shù)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 游戲 ,在消費市場有一點點出貨量。但是光波導(dǎo)才是真正高透光、輕薄達(dá)標(biāo)、能做 SLAM 和虛實交互的方案,才算真正的 AR。顯示上的關(guān)鍵技術(shù)光波導(dǎo),也分衍射光波導(dǎo)和陣列光波導(dǎo)兩個還未蓋棺定論的技術(shù)方向。
廠商方面,國內(nèi)國外精準(zhǔn)計算投入產(chǎn)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(yè)制造、遠(yuǎn)程培訓(xùn)、國防裝備等特定的應(yīng)用場景有用,to B 做不了標(biāo)準(zhǔn)化成不了規(guī)模,to C 的 AR 眼鏡,連一個正常的雙目全彩顯示都非常難,還不論算力、交互、續(xù)航、體積和重量等達(dá)到消費市場的最低標(biāo)準(zhǔn)。除了 to B 的幾家老公司,真正把消費市場 AR 眼鏡當(dāng)回事的,也只有國內(nèi) Nreal、雷鳥創(chuàng)新、影目、Rokid 這樣的創(chuàng)業(yè)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(guān)鍵技術(shù)和組件的新興創(chuàng)業(yè)公司,做專利和技術(shù)儲備。
二、華為發(fā)布的 Vision Glass,是一個什么形態(tài)產(chǎn)品?
華為在 12 月 9 日正式發(fā)布的 Vision Glass 智能觀影眼鏡,其實就是 BirdBath(簡稱 BB)方案的 AR 眼鏡, 它并不算真正的 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:
AR 的光學(xué)方案有好幾種,Rokid Air 用的,主要是 micro OLED+ 自由曲面(Birdbath 光學(xué))方案。原理比較簡單,眼鏡上面一個小屏(現(xiàn)階段一般是 Mirco OLED)向下照射,前方一個反射鏡片,把光反射向人眼。
這個反射鏡有經(jīng)過設(shè)計的曲面,可以起到類似 VR 鏡片的作用,把實際距離眼睛很近的畫面拉遠(yuǎn),避免人眼無法聚焦。為了反光,鏡片上涂有特殊偏振涂層,會遮住現(xiàn)實中的光線(大概 -75% 左右),因此這種 VR 眼鏡實際上更接近墨鏡,而不是透明的 " 眼鏡 "。
由于分辨率、尺寸、亮度、耗電都非常合適 Mirco OLED 量產(chǎn),這種 BB 光學(xué)眼鏡分辨率清晰度上去了,瞬間變得實用起來。
場景建模、信息標(biāo)注、虛實交互,理想中 AR 眼鏡強大無比。 現(xiàn)實里標(biāo)準(zhǔn)的全功能 AR 眼鏡 Hololens 誕生后,微軟非常有自知之明,體積、重量、發(fā)熱受限于基礎(chǔ)技術(shù),優(yōu)化空間有限,屏幕花花綠綠偏色嚴(yán)重,續(xù)航更崩。 之前 AR 眼鏡只在 B 端有單,工業(yè)應(yīng)用、遠(yuǎn)程培訓(xùn)、戰(zhàn)場單兵作戰(zhàn),追求功能性勝過基礎(chǔ)體驗,并不需要高頻使用;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(biāo)準(zhǔn) 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(chuàng)新、Nreal、Rokid 三家統(tǒng)稱為 " 消費級 AR 眼鏡 ",后綴也均命名為 "Air"。它能以一幅正常太陽鏡的體積和重量放在口袋里,戴上去,瞬間無中生有呈現(xiàn)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(jīng)常以 " 口袋巨幕 " 來形容產(chǎn)品特點。
以一副眼鏡作為顯示載體,現(xiàn)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。 因為反射涂層,抵消了大約 75% 的入眼光,它其實并不方便出街,更適合相對靜態(tài)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、游戲的場景,B 站 " 懶人神器 " 的評測標(biāo)題,基本上概括清楚了它的特點。
BB 方案的 AR 眼鏡,來自易觀分析發(fā)布的今年三季度國內(nèi)消費級 AR 眼鏡(電商)市場份額報告,銷量達(dá)數(shù)萬臺。其中,Nreal 以 34.5% 的市場份額位列第一,雷鳥創(chuàng)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% 的市占率排在第四,米家之后為占比 4% 的 INMO。
就像開頭所說的,iPhone 誕生前依次出現(xiàn)了 iPod、iTouch 和 Palm PDA,BB 方案眼鏡在 AR 大潮中處于什么位置?今年增長最快的雷鳥創(chuàng)新,CEO 李宏偉接受
媒體
采訪時提出過一個 AR 產(chǎn)品金字塔模型。
最下層是不具備太多智能功能的眼鏡。
往上的第二層主要分為兩個路線: 一種基于 Birdbath 技術(shù),第二種基于光波導(dǎo),產(chǎn)品功能都是以顯示為主。 基于 BB 的顯示畫面很好,分辨率高,產(chǎn)品形態(tài)比較像墨鏡,主要用于觀影、游戲、辦公;基于光波導(dǎo)的產(chǎn)品形態(tài)會更像眼鏡,但是顯示效果不太好,主要用作信息提醒。
第三層是前面兩個路線各自加上 AR 功能,二者是相互并行的關(guān)系。 Birdbath + AR 的特點是顯示效果好,但是比較難做虛擬現(xiàn)實的融合,這是技術(shù)特點決定的;光波導(dǎo) +AR 的出發(fā)點是先看到一個現(xiàn)實世界,然后在現(xiàn)實上疊加一些東西,因為光波導(dǎo)的狀態(tài)可以很好平衡顯示和透視。
換言之,BB+AR 基本上是一條死胡同。BB 是消費市場盛宴開啟前的甜點,光波導(dǎo)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(xiàn)實畫面中虛擬了一塊大屏幕。它 " 極簡 " 了正統(tǒng) AR 眼鏡的計算、存儲、渲染、交互、基礎(chǔ) SLAM 功能的傳感裝置。
三、華為 Vision Glass,產(chǎn)品方案和實力如何?
BB 方案消費級 AR 眼鏡,看似簡單,即使經(jīng)過 " 產(chǎn)品極簡 " 原理不難,也是 " 索尼小屏 " 達(dá)到成熟后才真正堪用。
2019 年 Sony 發(fā)布的 MicroOLED 屏,亮度提升了近 10 倍,達(dá)到 3000cd/㎡,這就讓光能利用率很低(10%~25%)的 BB 光學(xué)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/㎡,提升后顯示效果明顯提升。
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(guān)鍵指標(biāo),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(guān)鍵差異。
屏幕不同位置,畫面畸變和色彩差異
比如 eyebox。在 B 站一檔播放量達(dá)到 22.8 萬的評測視頻中,主持人提到,"Rokid 的問題,視野中清晰的范圍非常小,只要輕輕一移動,那邊上的畫面可能徹底就沒了 "。
佩戴 Rokid Air ,眼睛觀察超出 EyeBox 范圍后的景象
" 在 AR 設(shè)備中,Eyebox 直接影響著你能夠看到清晰虛擬圖像的范圍大小,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 設(shè)備你看到的虛擬內(nèi)容就會不完整,極大降低用戶體驗。"
BB 方案眼鏡關(guān)鍵指標(biāo)示意圖
s 代表平面光學(xué)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(guān)鍵指標(biāo)相互聯(lián)系和相互制約,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(xué)模組若想實現(xiàn)大 FOV、大 eyebox 則極具挑戰(zhàn),而且大 eyebox 需要更多光線才能實現(xiàn)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(dá)到同等入眼亮度,F(xiàn)OV 還會變小。
而做大 FOV 視場角又會縮小 EyeBox,還會擴張屏幕光機體積,導(dǎo)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(nèi)部雜散光,其設(shè)計整個光學(xué)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(shù)含量的。
基本確認(rèn),華為 Vision Glass 用了類似 Rokid Air 的公版光機方案,并不像雷鳥創(chuàng)新 和 Nreal 那樣深度自研和定制開發(fā)。
來自惠牛
科技
官網(wǎng)
現(xiàn)在沒有 SLAM、多種傳感器、算力芯片和電池的 BirdBath 眼鏡,技術(shù)上已經(jīng)足夠極簡了,華為竟然還做不了唯一有技術(shù)含量的光學(xué)模組深度自研。
用過 Rokid Air 的同學(xué)應(yīng)該知道,這來自供應(yīng)商惠??萍嫉墓婀鈾C,eyebox 面積小的可以,眼鏡稍微動一下,畫面就看不了。至于屈光度調(diào)節(jié),個人猜測是出瞳距離太小,沒法 " 容納 " 佩戴眼鏡后正常畫幅顯示。而且這屈光度調(diào)節(jié)是調(diào)的畫面,根本不是光學(xué)層面的近視眼鏡那種精度,還調(diào)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。
華為 Vision Glass,等效 120 英寸屏幕、41° 視場角、0-500 度屈光調(diào)節(jié),相比 2021 年發(fā)布的 Rokid Air,F(xiàn)OV 居然還更小,可能也是做不好包含屏幕光機在內(nèi)的整個光學(xué)模組,直接使用了供應(yīng)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(chuàng)新和 Nreal 兩家,都是自己深度研發(fā)和定制的光學(xué)模組。這長期戴在眼睛上的東西,各項指標(biāo)要求很挑剔。
來 自媒體 采訪等第三方的說法,雷鳥創(chuàng)新脫胎自 TCL 電子孵化,TCL 創(chuàng)新實驗室有多年的光學(xué)研發(fā)積累,一直在前沿技術(shù)上探索。Nreal 在行業(yè)扎根也是靠微機電和光學(xué)領(lǐng)域沉淀,創(chuàng)始人徐馳和他的團(tuán)隊都是這方面的頂尖專家,幾年前 AR 眼鏡剛亮相海外就驚艷了外媒和業(yè)內(nèi)專家。
比如 Nreal 在它家的宣傳頁面上特別突出了 " 光學(xué)引擎 " 這一頁,自研光學(xué)引擎 " 驚鴻銳影 "2.0 頁面靠前,尤其強調(diào)。還有今年 4 月發(fā)布的雷鳥 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(guān)鍵指標(biāo)最大,并且雷鳥創(chuàng)新對外宣傳實現(xiàn)光效最高的 BirdBath,畫面邊緣畸變最小,抗反射效果最好。
來自 Nreal 官網(wǎng)
至于屏幕,注意,AR 眼鏡上的 Micro OLED 屏幕跟我們正常消費電子設(shè)備上看到的 OLED 屏幕,完全不同!它是硅基 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(fā)光元件 " 種植 " 在硅芯片之上,而非玻璃基板,核心技術(shù)橫跨半導(dǎo)體和 OLED 新型顯示兩大領(lǐng)域。硅基 OLED 能以一枚芯片的大小面積,實現(xiàn) 1080P 甚至更高的分辨率,像素密度可以達(dá)到 3000 PPI 以上。
來自索尼官網(wǎng)的硅基 OLED 和 LTPS-OLED 介紹
除了索尼,國內(nèi)的視涯也大有來頭,也是目前成熟 Micro OLED 微顯屏的供應(yīng)商,后者甚至在色彩、對比度、亮度方面顯示素質(zhì)更好,只是功耗和壽命有短板,可能是涉及到硅晶圓等半導(dǎo)體方面工藝不成熟,良品率較低。
所以," 小屏 " 現(xiàn)成的供應(yīng)商是 " 二選一 ",沒什么好吹的。吹屏幕是索尼的,色彩和顯示效果更好,純粹忽悠外行人。因為 Birdbath 用的 micro OLED 屏幕,現(xiàn)在大規(guī)模量產(chǎn)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?,F(xiàn)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(fā)熱、良品率堪憂。OLED 的壽命是大問題,OLED 硅基基板上的驅(qū)動電路不行,背后可能視涯半導(dǎo)體制程工藝不過關(guān)。華為 Vision Glass 實現(xiàn)了 90%DCI-P3 色域(即 120% sRGB),應(yīng)該就是用了視涯的屏,可能半年后屏幕體驗堪憂。
最后總結(jié)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,F(xiàn)OV、EyeBox 大小、鏡頭 MTF 值、投屏尺寸代表的整體光機設(shè)計,依然有門檻。華為 Vision Glass 單純從參數(shù)看,產(chǎn)品力堪憂,它大概率是不投入真正的研發(fā)資源和精力,僅僅作為試水市場的實驗品和風(fēng)口上匆忙趕工的備胎。
來源:虎嗅APP