华为悄然进军AR的实力如何?
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2023-05-21 20:02:20
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本文来自微信微信官方账号:AR研元(ID: ID:ar-supergirl),作者:Jeff,编辑:研元,原标题:《试水之作VisionGlass,华为悄悄入局AR》,头部图片来自视觉中国

一、AR眼镜的基本现状

AR眼镜可以极大地增强我们的视觉感官和能力,创造出自然界所没有的直观而深入的信息。他们乐观地认为,他们可以取代智能手机和各种可穿戴设备,甚至完成& quot统一& quot消费电子产品。然而,AR眼镜受到基础技术的限制。现在插话合适吗?至少巨头们还在犹豫。

特斯拉电动车是20年前做的,或者10年前,或者5年前。如果太早或太晚,结果会完全不同。中间关键SLAM软硬件日趋成熟,AI芯片和各种神经网络算法真正有用,积累的量成为质变的节点。

同样,在iPhone发布之前,iPod、iTouch、多点触控技术、webOS、Palm都诞生了。当3G网络普及后,iPhone真正迎来了世界性的市场大爆发。

AR现在处于什么阶段?高调进入AR的吴德洲判断是& quot第一代iPhone诞生前夕& quot。无债企业家罗永浩强调AR是下一代计算平台& quot。虽然硬件还远未面世,但在等待行业成熟商业化的同时,他们的软件团队会将一台消费级ar设备所需的所有内置软件和底层设计重构的大量操作系统完整编写出来。

但事实更有可能是,正在苦苦寻找消费电子增长点的厂商们正热切期待苹果公司的传言,即将于明年底发布的AR眼镜将在未来十年创造一个新的繁荣品类。AR当下的热潮,既不是toB,也不是toC,而是toVC。

目前AR眼镜从产品方案到厂商分布都有些混乱。

产品方面,极简科技的水盆眼镜显示效果突出,可用于移动观看和大屏沉浸游戏,在消费级市场有一点出货量。但是光波导才是真正的高透光,轻薄,能做SLAM和虚实互动,才是真正的AR。光波导,显示器上的关键技术,还可以分为衍射光波导和阵列光波导,目前还没有定型。

厂商方面,精确计算投入产出比的国内外消费电子巨头在AR方面投入的资源并不多,因为AR只在工业制造、远程培训、国防装备等特定应用场景有用,toB无法实现标准化和规模化。toC的AR眼镜,哪怕是一个普通的双目全彩显示屏,难度都很大,在计算能力、交互、续航、体积、重量等方面都达到了消费级市场的最低标准。除了toB的几家老牌公司,国内只有Nreal、雷鸟创新、穆盈、Rokid等创业公司真正认真对待消费市场的AR眼镜。

雄心勃勃的厂商如微软、苹果,在过去的十年里,更多的是buy buy里新兴的创业公司购买各类AR关键技术和元器件,做好专利和技术储备。

2.华为发布的VisionGlass是一款怎样的产品?

华为12月9日正式发布的VisionGlass智能观景眼镜,其实就是它并不算真正的AR,而是一个过渡方案.水盆(简称BB)方案的AR眼镜

知乎有篇科普文章《自由曲面式AR眼镜/头戴式显示器(RokidAir)评测》,把它的原理解释得很清楚:

RokidAir使用的AR光学方案有几种,主要是微OLED自由曲面(水盆光学)方案。原理比较简单。眼镜上方的一个小屏幕(通常在这个阶段被冷却)向下照射,前面的一个反射镜将光线反射到人眼。这个反光板有一个设计好的曲面,可以起到VR镜头的作用,拉伸实际上离眼睛很近的画面,避免人眼无法对焦。为了反射光线,镜片上镀了一层特殊的偏光膜,会挡住现实中的光线(约-75%),所以这款VR眼镜其实更接近太阳镜而不是透明& quot眼镜& quot。由于分辨率、尺寸、亮度和功耗都非常适合于微冷大规模生产,这款BB光学眼镜的分辨率立即提高并变得实用。

场景建模,信息标注,虚实交互,理想情况下AR眼镜是极其强大的。之前,现实里标准的全功能AR眼镜Hololens诞生后,微软非常有自知之明,体积、重量、发热受限于基础技术,优化空间有限,屏幕花花绿绿偏色严重,续航更崩。AR眼镜仅在B端、工业应用、远程训练和战场上的单兵作战中可用。追求功能性胜于基础体验,不需要高频使用;追求某些场景,而不是覆盖所有场景,是有用的。

偏偏是之前几乎被淘汰的、不算标准AR的BB(简称鸟浴)方案,摸到了一点点消费市场门槛。's微有机发光二极管鸟浴AR眼镜统称& quot消费者AR眼镜& quot由雷鸟创新,Nreal和Rokid,后缀也命名为& quot空气& quot。它可以放在口袋里,其体积和重量相当于一副普通的太阳镜,当戴上时,一副& quot大屏幕& quot瞬间凭空出现。

& quot有多大?大屏幕& quot?一般以相当于4米的投影屏幕尺寸来衡量。最大的雷鸟Air相当于140英寸。Nreal和雷鸟Air1S是130寸,Rokid和华为是120寸。制造商经常使用& quot袖珍巨幕& quot描述产品特征。

以一副眼镜为展示载体,真实的移动场景,高铁、飞机、地铁、公交上的各种狭窄密闭空间,展示变得不受限制。同样,因为眼镜通常戴在你的眼前,你的身体姿势也可能是

更自由,躺、坐、半卧、站直,都不影响。

光线合适的时候,消费级AR眼镜能大致看清外界。因为反射涂层,抵消了大约75%的入眼光,它其实并不方便出街,更适合相对静态的使用场景。

眼前纯粹虚拟的灵活大幅画面,找到了躺卧观影、办公、游戏的场景,B站“懒人神器”的评测标题,基本上概括清楚了它的特点。

BB方案的AR眼镜,来自易观分析发布的今年三季度国内消费级AR眼镜(电商)市场份额报告,销量达数万台。其中,Nreal以34.5%的市场份额位列第一,雷鸟创新和Rokid分别以28.6%、24.4%的市场份额位列第二和第三,米家AR眼镜以8.5%的市占率排在第四,米家之后为占比4%的INMO。


就像开头所说的,iPhone诞生前依次出现了iPod、iTouch和PalmPDA,BB方案眼镜在AR大潮中处于什么位置?今年增长最快的雷鸟创新,CEO李宏伟接受媒体采访时提出过一个AR产品金字塔模型。

最下层是不具备太多智能功能的眼镜。

往上的第二层主要分为两个路线:一种基于Birdbath技术,第二种基于光波导,产品功能都是以显示为主。基于BB的显示画面很好,分辨率高,产品形态比较像墨镜,主要用于观影、游戏、办公;基于光波导的产品形态会更像眼镜,但是显示效果不太好,主要用作信息提醒。

第三层是前面两个路线各自加上AR功能,二者是相互并行的关系。Birdbath+AR的特点是显示效果好,但是比较难做虚拟现实的融合,这是技术特点决定的;光波导+AR的出发点是先看到一个现实世界,然后在现实上叠加一些东西,因为光波导的状态可以很好平衡显示和透视。

换言之,BB+AR基本上是一条死胡同。BB是消费市场盛宴开启前的甜点,光波导才是正餐。

以BB方案为代表的消费级AR眼镜,目前只是一个非常轻便的眼镜投屏器,它能称之为AR仅仅是因为可以部分透光,能看到现实画面中虚拟了一块大屏幕。它“极简”了正统AR眼镜的计算、存储、渲染、交互、基础SLAM功能的传感装置。

三、华为VisionGlass,产品方案和实力如何?

BB方案消费级AR眼镜,看似简单,即使经过“产品极简”原理不难,也是“索尼小屏”达到成熟后才真正堪用。

2019年Sony发布的MicroOLED屏,亮度提升了近10倍,达到3000cd/㎡,这就让光能利用率很低(10%~25%)的BB光学方案起死回生,在原来只有300-500cd/㎡亮度MicroOLED的时候,BB方案的入眼亮度只有30-50cd/㎡,提升后显示效果明显提升。


而BB眼镜好不好,广告评测吹的天花乱坠,你只要看FOV(视场角)、eyebox面积、镜头MTF值、投屏尺寸、出瞳距离,就知道几斤几两了。

FOV、eyebox面积、镜头MTF和投屏尺寸依次是最难做好、也最重要的关键指标,它们互相制约。

比如MTF值,画面上消除畸变和色差(尤其在画面边缘),是直接影响画面观感的关键差异。


屏幕不同位置,画面畸变和色彩差异

比如eyebox。在B站一档播放量达到22.8万的评测视频中,主持人提到,“Rokid的问题,视野中清晰的范围非常小,只要轻轻一移动,那边上的画面可能彻底就没了”。


佩戴RokidAir,眼睛观察超出EyeBox范围后的景象

“在AR设备中,Eyebox直接影响着你能够看到清晰虚拟图像的范围大小,直接的说它就决定着你日常佩戴AR眼镜的灵活度,假如Eyebox太小,稍微动一下AR设备你看到的虚拟内容就会不完整,极大降低用户体验。”


BB方案眼镜关键指标示意图

s代表平面光学表面的宽度,b代表eyebox,r代表出瞳距离,而v代表FOV。s=b+2rtan(v/2)

“这些关键指标相互联系和相互制约,提高一项将意味着牺牲另一项,比如在提高FOV的同时,就容易造成更大的光机体积和更小的eyebox。而小型光学模组若想实现大FOV、大eyebox则极具挑战,而且大eyebox需要更多光线才能实现自然的亮度,这要求更强大的光源或更高的光效。”

换句话说,要做大EyeBox面积,不仅要提高光效率达到同等入眼亮度,FOV还会变小。

而做大FOV视场角又会缩小EyeBox,还会扩张屏幕光机体积,导致眼镜整体重量和体积失控。

还有,把镜头MTF值做好,控制畸变和色差,消除各类炫光、外部内部杂散光,其设计整个光学模组的难度,类似单反镜头。

所以,同时把FOV、EyeBox、投屏尺寸做大,控制好镜头MTF值,还是很要求技术含量的。

基本确认,华为VisionGlass用了类似RokidAir的公版光机方案,并不像雷鸟创新和Nreal那样深度自研和定制开发。


来自惠牛科技官网

现在没有SLAM、多种传感器、算力芯片和电池的BirdBath眼镜,技术上已经足够极简了,华为竟然还做不了唯一有技术含量的光学模组深度自研。

用过RokidAir的同学应该知道,这来自供应商惠牛科技的公版光机,eyebox面积小的可以,眼镜稍微动一下,画面就看不了。至于屈光度调节,个人猜测是出瞳距离太小,没法“容纳”佩戴眼镜后正常画幅显示。而且这屈光度调节是调的画面,根本不是光学层面的近视眼镜那种精度,还调不了散光。

Rokid用惠牛公版的光机,只有120英寸的等效投屏,eyebox和出瞳距离对比雷鸟Air/Air1s、Nreal也很小。


华为VisionGlass,等效120英寸屏幕、41°视场角、0-500度屈光调节,相比2021年发布的RokidAir,FOV居然还更小,可能也是做不好包含屏幕光机在内的整个光学模组,直接使用了供应商的公版方案。

相比之下,双11卖的最好的BB方案XR眼镜,雷鸟创新和Nreal两家,都是自己深度研发和定制的光学模组。这长期戴在眼睛上的东西,各项指标要求很挑剔。

来自媒体采访等第三方的说法,雷鸟创新脱胎自TCL电子孵化,TCL创新实验室有多年的光学研发积累,一直在前沿技术上探索。Nreal在行业扎根也是靠微机电和光学领域沉淀,创始人徐驰和他的团队都是这方面的顶尖专家,几年前AR眼镜刚亮相海外就惊艳了外媒和业内专家。

比如Nreal在它家的宣传页面上特别突出了“光学引擎”这一页,自研光学引擎“惊鸿锐影”2.0页面靠前,尤其强调。还有今年4月发布的雷鸟Air1代,投屏尺寸140英寸(10月份雷鸟air1S缩减到130英寸)、EyeBox14*8mm两项关键指标最大,并且雷鸟创新对外宣传实现光效最高的BirdBath,画面边缘畸变最小,抗反射效果最好。


来自Nreal官网

至于屏幕,注意,AR眼镜上的MicroOLED屏幕跟我们正常消费电子设备上看到的OLED屏幕,完全不同!它是硅基OLED“微显屏”,之前主要出货在单反相机的VHF画幅取景器。

MicroOLED微显屏是将发光元件“种植”在硅芯片之上,而非玻璃基板,核心技术横跨半导体和OLED新型显示两大领域。硅基OLED能以一枚芯片的大小面积,实现1080P甚至更高的分辨率,像素密度可以达到3000PPI以上。


来自索尼官网的硅基OLED和LTPS-OLED介绍

除了索尼,国内的视涯也大有来头,也是目前成熟MicroOLED微显屏的供应商,后者甚至在色彩、对比度、亮度方面显示素质更好,只是功耗和寿命有短板,可能是涉及到硅晶圆等半导体方面工艺不成熟,良品率较低。

所以,“小屏”现成的供应商是“二选一”,没什么好吹的。吹屏幕是索尼的,色彩和显示效果更好,纯粹忽悠外行人。因为Birdbath用的microOLED屏幕,现在大规模量产能用的基本上索尼、视涯两家二选一,而且视涯的色彩、对比度、亮度更高,换句话说它的显示效果更好。现阶段大力宣传索尼屏就是在收智商税。

另一边,视涯显示效果更好但寿命、发热、良品率堪忧。OLED的寿命是大问题,OLED硅基基板上的驱动电路不行,背后可能视涯半导体制程工艺不过关。华为VisionGlass实现了90%DCI-P3色域(即120%sRGB),应该就是用了视涯的屏,可能半年后屏幕体验堪忧。

最后总结下,即使简单如BirdBath的投屏式“过渡AR眼镜”,也不是单纯拼方案就能做好的,FOV、EyeBox大小、镜头MTF值、投屏尺寸代表的整体光机设计,依然有门槛。华为VisionGlass单纯从参数看,产品力堪忧,它大概率是不投入真正的研发资源和精力,仅仅作为试水市场的实验品和风口上匆忙赶工的备胎。

本文来自微信公众号:AR研究媛(ID:ar-supergirl),作者:Jeff,编辑:研究媛

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