华为悄悄入局 AR,实力如何?

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一、AR 眼镜基本现状

AR 眼镜能极大地增强我们的视觉感官和能力,创造自然界没有的直观深度信息,被看好可以取代智能 手机 和各类穿戴式设备,甚至完成消费电子 " 大一统 "。但是 AR 眼镜受限于基础技术,当下切入是不是好的时间点。起码巨头还在犹豫踟蹰。

20 年前开始做 Tesla 电动 汽车 ,还是 10 年前、或者 5 年前做,太早或太晚结果会截然不同,这中间是关键性的 SLAM 软硬件走向成熟,AI 芯片和各类神经网络算法真正堪用,积累量变到质变的节点。

同样的,iPhone 发布前诞生过 iPod、iTouch、多点触控技术、web OS 和 Palm,在 3G 网络开始普及的时候,iPhone 才真正迎来全球范围的市场爆发。

AR 现在处于什么阶段?高调入局 AR 的吴德周,判断是 " 第一代 iPhone 诞生的前夜 "。无债一身轻被的 创业 冥灯罗永浩,强调 "AR 就是下一代计算平台 ",虽然硬件还差得远,在等待行业成熟 商业 化的这段时间,他们的软件团队会把一个消费级别的 AR 设备上所需要的全部内建软件,以及大量底层设计重构过的操作系统彻底写完。

但真相更可能是苦苦寻找消费电子增长点的厂商,都在翘首期盼 苹果 传言明年年底发布的 AR 眼镜,能开天辟地,再造下一个十年大繁荣的全新品类。 AR 当下的热潮,既不是 to B,也不是 to C,而是 to VC。

眼下,AR 眼镜从产品方案到厂商分布,都显得有些混乱。

产品上,技术极简的 BirdBath 方案眼镜,显示效果突出能用来移动观影和大屏沉浸 游戏 ,在消费市场有一点点出货量。但是光波导才是真正高透光、轻薄达标、能做 SLAM 和虚实交互的方案,才算真正的 AR。显示上的关键技术光波导,也分衍射光波导和阵列光波导两个还未盖棺定论的技术方向。

厂商方面,国内国外精准计算投入产出比的消费电子巨头,都没有投入多少资源做 AR,因为 AR 只有在工业制造、远程培训、国防装备等特定的应用场景有用,to B 做不了标准化成不了规模,to C 的 AR 眼镜,连一个正常的双目全彩显示都非常难,还不论算力、交互、续航、体积和重量等达到消费市场的最低标准。除了 to B 的几家老公司,真正把消费市场 AR 眼镜当回事的,也只有国内 Nreal、雷鸟创新、影目、Rokid 这样的创业公司。

微软、苹果等有雄心壮志的厂商,过去十年更多的是买买买各类 AR 关键技术和组件的新兴创业公司,做专利和技术储备。

二、华为发布的 Vision Glass,是一个什么形态产品?

华为在 12 月 9 日正式发布的 Vision Glass 智能观影眼镜,其实就是 BirdBath(简称 BB)方案的 AR 眼镜, 它并不算真正的 AR,而是一个过渡方案

知乎有一篇科普文章《自由曲面式 AR 眼镜 / 头戴式显示器(Rokid Air)评测》,把它的原理讲得很清楚:

华为悄悄入局 AR,实力如何? AR 的光学方案有好几种,Rokid Air 用的,主要是 micro OLED+ 自由曲面(Birdbath 光学)方案。原理比较简单,眼镜上面一个小屏(现阶段一般是 Mirco OLED)向下照射,前方一个反射镜片,把光反射向人眼。

这个反射镜有经过设计的曲面,可以起到类似 VR 镜片的作用,把实际距离眼睛很近的画面拉远,避免人眼无法聚焦。为了反光,镜片上涂有特殊偏振涂层,会遮住现实中的光线(大概 -75% 左右),因此这种 VR 眼镜实际上更接近墨镜,而不是透明的 " 眼镜 "。

由于分辨率、尺寸、亮度、耗电都非常合适 Mirco OLED 量产,这种 BB 光学眼镜分辨率清晰度上去了,瞬间变得实用起来。

场景建模、信息标注、虚实交互,理想中 AR 眼镜强大无比。 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。 之前 AR 眼镜只在 B 端有单,工业应用、远程培训、战场单兵作战,追求功能性胜过基础体验,并不需要高频使用;追求部分场景,而不是囊括全部场景,才堪用。

偏偏是之前几乎被淘汰的、不算标准 AR 的 BB (BirdBath 简称) 方案,摸到了一点点消费市场门槛。 Micro OLED+Birdbath 方案的 AR 眼镜,被雷鸟创新、Nreal、Rokid 三家统称为 " 消费级 AR 眼镜 ",后缀也均命名为 "Air"。它能以一幅正常太阳镜的体积和重量放在口袋里,戴上去,瞬间无中生有呈现一幅 " 大屏 "。

华为悄悄入局 AR,实力如何? " 大屏 " 有多大,一般以等效 4 米的投屏尺寸来衡量,最大的雷鸟 Air ,等效 140 英寸。Nreal、雷鸟 Air 1S 为 130 英寸,Rokid 和华为则为 120 英寸。厂商也经常以 " 口袋巨幕 " 来形容产品特点。

以一副眼镜作为显示载体,现实中的移动场景,高铁、飞机、地铁、公交上各种狭小的密闭空间,显示变得不受限。同样,因为眼镜正常戴在眼前,身体姿势可以更自由,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。

华为悄悄入局 AR,实力如何? 就像开头所说的,iPhone 诞生前依次出现了 iPod、iTouch 和 Palm PDA,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 Vision Glass,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 30-50 cd/㎡,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 Rokid Air ,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+2 r tan ( 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 Vision Glass 用了类似 Rokid Air 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 Rokid Air 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 Vision Glass,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 Rokid Air,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 Air 1 代,投屏尺寸 140 英寸(10 月份雷鸟 air 1S 缩减到 130 英寸)、EyeBox 14*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 Micro OLED 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 3000 PPI 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 Micro OLED 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 micro OLED 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 Vision Glass 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 Vision Glass 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。

来源:虎嗅APP

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