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困擾AR行業(yè)多年的技術(shù)難題,如何被一家新公司攻破
“人類的面前有兩條路。一條是向外,通往星辰大海;一條對內(nèi),通往虛擬現(xiàn)實。”科幻作家劉慈欣說。
經(jīng)歷了2014-2016年的高潮期和2017-2019年的低谷期后,AR/VR產(chǎn)業(yè)在最近2年又重新火了起來。
從發(fā)展?jié)摿?,這的確是一個增長迅猛且規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)。招商證券預(yù)計,到 2025 年全球 AR/VR 產(chǎn)業(yè)空間將達近兩萬億元人民幣,年均增長率約54%。
也是因為市場大、發(fā)展快,AR/VR產(chǎn)業(yè)已成投融資的熱門賽道。民生證券研報顯示,2021年1-9月,全球VR/AR產(chǎn)業(yè)投融資金額達407.09億元,已超過2020年全年投融資總金額(244億元),投融資并購案例達到248起,其中國外158起、國內(nèi)90起,較上一年同期均大幅增長。國內(nèi)外VR/AR產(chǎn)業(yè)投融資金額和數(shù)量均達到歷史新高。
與此同時,科技巨頭們紛紛加快布局虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的腳步。在國外,蘋果公司經(jīng)過多年的醞釀之后,定于2022年發(fā)布首款A(yù)R頭顯產(chǎn)品,并計劃逐步在10年內(nèi)用AR設(shè)備取代iPhone;Facebook在更名為Meta的同時,發(fā)布多款VR、AR產(chǎn)品;高通推出新一代XR芯片。在國內(nèi),字節(jié)跳動90億收購VR設(shè)備廠商Pico,愛奇藝VR完成數(shù)億元B輪融資,華為、小米、OPPO等先后發(fā)布AR眼鏡。
最新的消息是,在剛剛結(jié)束的2022年CES(全球消費電子展)上,VR/AR再次成為焦點。比如松下發(fā)布VR眼鏡“MeganeX”,索尼帶來PlayStation VR2虛擬現(xiàn)實頭顯產(chǎn)品,而來自中國的雷鳥創(chuàng)新則發(fā)布兩款自主研發(fā)的全新智能眼鏡產(chǎn)品:NXTWEAR AIR 和 LEINIAO AR。在諸多AR眼鏡中,LEINIAO AR憑借著技術(shù)上的重大突破而備受矚目。
熟悉增強現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的人應(yīng)該都清楚,全彩MicroLED+光波導(dǎo)技術(shù)是AR行業(yè)多年難以突破的技術(shù)難題,也是被微軟、蘋果等科技巨頭所公認的最佳技術(shù)實現(xiàn)路徑。作為業(yè)內(nèi)首款雙目全彩 MicroLED 全息光波導(dǎo) AR 眼鏡,LEINIAO AR首創(chuàng)全彩微顯示引擎,在效率、色散、可量產(chǎn)性上取得平衡,率先在輕薄的眼鏡形態(tài)上實現(xiàn)畫面全彩高亮顯示,因此取得對行業(yè)技術(shù)瓶頸最關(guān)鍵的突破。這款A(yù)R眼鏡的成功研發(fā),不僅有效地解決用戶在使用AR眼鏡時舒適度不高、顯示不佳等體驗問題,也為AR行業(yè)發(fā)展提供可供參考的技術(shù)示范。也是因為這種技術(shù)領(lǐng)先性,海外著名綜合類媒體或者權(quán)威科技媒體密集對LEINIAO AR進行報道。其中,華盛頓郵報表示:“與早期其他可穿戴頭顯不同,這款眼鏡使用全息波導(dǎo)技術(shù),在你的眼前顯示圖像,而不讓其他人看到。因為內(nèi)置的鏡片幾乎是完全透明的,這款A(yù)R眼鏡便可以隨時佩戴,更像真實的眼鏡?!倍鳦NET則評價道:“雖然目前還只是原型,但他們還是實現(xiàn)了其他科技公司多年來努力但尚未實現(xiàn)的愿景?!?/p>
除了媒體的認可,從現(xiàn)場照片可以看出,在CES線下展會上,LEINIAO AR同樣引發(fā)用戶的廣泛關(guān)注,展臺前甚至排起了長隊。
顯然,科技巨頭和資本已經(jīng)將AR/VR看作是繼PC和智能手機之后的下一代主流計算平臺,因此才會爭相競奪這塊大蛋糕。01
技術(shù)邁向成熟期
根據(jù)Gartner技術(shù)成熟度曲線,一項新技術(shù)通常要經(jīng)歷5個發(fā)展階段:技術(shù)萌芽期、期望膨脹期、泡沫破裂谷底期、穩(wěn)步爬升復(fù)蘇期、生產(chǎn)成熟期。在走過Gartner 技術(shù)成熟度曲線的前三個階段后,AR/VR目前正處于穩(wěn)步爬升復(fù)蘇期,未來將進入生產(chǎn)成熟期。
在需求端,受新冠疫情帶來的居家時間變長、生活品質(zhì)追求提升,以及元宇宙等概念的推動, VR/AR產(chǎn)品登上越來越多消費者社交、娛樂等內(nèi)容消費場景的必選清單。
在產(chǎn)業(yè)端,行業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施在完善,5G的高帶寬可讓AR/VR設(shè)備傳輸幾十G的高清視頻,低延時則能讓用戶戴上AR眼鏡后,在虛與實的操作獲得更及時靈敏的體驗,減少卡頓帶來的暈眩感。
更重要的是,整個行業(yè)的核心技術(shù)已經(jīng)迎來新的突破。
以AR為例,顯示與光學(xué)是影響AR眼鏡用戶體驗最核心的兩項關(guān)鍵技術(shù)。
在目前AR硬件的主流顯示技術(shù)當(dāng)中,MicroLED效果最佳,難度系數(shù)也最高。效果最佳,是因為MicroLED由LED陣列高密度集成,像素點間距僅10微米,不僅能讓設(shè)備輕便、色域廣、成像分辨率高,且無需借助背光,因而成像效果亮度更高、對比度更強。
難度系數(shù)高,則是由于AR產(chǎn)品新增了尺寸要求高、紅光效率低、難以全彩等技術(shù)難題。比如,紅色晶粒受自身材料特性限制,量子效率低,在同等電流下的發(fā)光亮度竟不及藍色、綠色的十分之一,因而嚴重限制MicroLED的亮度與色彩效果。
光學(xué)技術(shù)也類似。在AR眼鏡采用的三種主流光學(xué)方案中,光波導(dǎo)技術(shù)性能最出色,但量產(chǎn)難度也最高。
光波導(dǎo)技術(shù)是讓光線在波導(dǎo)中來回折射,再將光傳輸?shù)窖劬η胺?、形成遠處的虛像,用戶最終看到的是一個透明鏡片透射出來的圖像。該技術(shù)能讓AR眼鏡輕薄,大幅縮減體積和重量。廠商設(shè)計AR眼鏡時,無需將顯示屏和成像系統(tǒng)放在眼前,而是可以分布至眼鏡架、額頭頂?shù)绕渌课?,不僅提高外界光線的穿透率,用戶佩戴起來也更舒適。
然而,光波導(dǎo)面臨更高的技術(shù)難度。首先,傳輸效率低,只有20%左右。這就導(dǎo)致光機光源亮度要求極高,但又與體積小、功耗低的要求形成矛盾。其次,容易產(chǎn)生亮度不均、彩虹紋等諸多問題。
正因為MicroLED+光波導(dǎo)在技術(shù)上面臨重重困難,無論是國內(nèi)還是海外發(fā)布的產(chǎn)品,絕大多數(shù)都無法滿足佩戴輕薄、高亮全彩等要求,要么體型笨重,要么只能實現(xiàn)單目單色。
但是行業(yè)的技術(shù)瓶頸,還是被突破了。2021年10月,行業(yè)首款雙目全彩 MicroLED全息光波導(dǎo)眼鏡——雷鳥智能眼鏡先鋒版正式發(fā)布,這也正是本次CES上展出的LEINIAO AR的國內(nèi)版本。除了文章開頭提到的多項技術(shù)創(chuàng)新性之外,這款眼鏡還具備足夠強大的場景優(yōu)勢,未來將陸續(xù)上線信息提示、拍照分享、拍照翻譯、智聯(lián)控制、多屏呈現(xiàn)、實景翻譯、車鏡聯(lián)動等功能。此外,在2022年CES上面向全球首次亮相的NXTWEAR AIR ,作為一款消費級XR眼鏡,成功解決便攜與大屏難以兼顧的矛盾。其采用雙1080p MicroOLED面板和偏振BirdBath光學(xué)技術(shù),實現(xiàn)4米距離140 英寸等效大屏,支持 2D、3D 觀影。產(chǎn)品帶標準版前擋鏡片僅75 克,為相同形態(tài)業(yè)內(nèi)最輕,該款眼鏡在展會期間還榮獲了權(quán)威機構(gòu)IDG頒發(fā)的“最具創(chuàng)新產(chǎn)品獎”。
作為一家去年才成立的新公司,雷鳥創(chuàng)新何以擁有如此大的能量?02
厚積薄發(fā)
從來沒有隨隨便便的成功,對技術(shù)創(chuàng)新來說更是如此。雷鳥創(chuàng)新看似橫空出世,實則也是厚積薄發(fā)。
實際上,雷鳥創(chuàng)新團隊在半導(dǎo)體顯示、人機交互、AIxIoT 以及軟件、內(nèi)容、用戶場景、運營、全球化等領(lǐng)域均有深厚的沉淀。而且早在三年前,雷鳥創(chuàng)新技術(shù)團隊便開始從事AR相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā),在AR行業(yè)具備足夠的先發(fā)優(yōu)勢。
不僅如此,在整個研發(fā)過程中,雷鳥創(chuàng)新技術(shù)團隊不畏困難,勇于突破。以雷鳥智能眼鏡先鋒版為例,為翻越光波導(dǎo)這座大山,雷鳥團隊用時三年,聯(lián)合顯示光學(xué)專家一同摸索、試驗,最終實現(xiàn)自研光波耦合分析和優(yōu)化算法的突破。在光波導(dǎo)技術(shù)的研發(fā)中,微軟等業(yè)內(nèi)玩家使用的是多層波導(dǎo)技術(shù)的妥協(xié)方案,但雷鳥創(chuàng)新選了另外一條更難的道路,那就是在單層光柵的基礎(chǔ)上,使用高折射率玻璃晶圓,再配合自研的光波耦合分析算法。功夫不負有心人,雷鳥創(chuàng)新這樣另辟蹊徑,成功讓此前困擾行業(yè)已久的大角度光線也能實現(xiàn)波導(dǎo)傳輸,從而解決衍射波導(dǎo)方案的視場角問題,極大地突破光波導(dǎo)工藝的技術(shù)瓶頸。
雖然市面上不乏采用MicroLED+光波導(dǎo)方案的AR眼鏡,但它們大多是單色方案,在一定程度上犧牲了成像體驗效果。比如,包括小米智能眼鏡、OPPO Air Glass在內(nèi)的AR硬件均只能發(fā)綠色光。
為了讓AR眼鏡的彩色成像效果更優(yōu)秀,雷鳥在光波導(dǎo)與MicroLED的基礎(chǔ)上,經(jīng)過多年的研發(fā)實驗,打造全彩微顯示引擎,對亮度、色彩、產(chǎn)品能耗進行高度平衡,最終實現(xiàn)全彩MicroLED與單層超薄全息光波導(dǎo)的結(jié)合,這才有了業(yè)內(nèi)首款雙目全彩MicroLED全息光波導(dǎo)AR眼鏡。
另外,市面上AR產(chǎn)品大多十分沉重。為實現(xiàn)佩戴舒適,雷鳥團隊從理論研究到反復(fù)打樣,經(jīng)過反復(fù)實驗,最終找到可行方案,將整體重量控制在60克左右。
目前,雷鳥的AR新品研發(fā)以銷售一代、準備一代、預(yù)研一代的速度不斷向前推進。
也正因為對行業(yè)技術(shù)瓶頸的突破和迅猛的產(chǎn)品研發(fā)速度,雷鳥創(chuàng)新在第三方機構(gòu)的評選中多次獲獎:2021 年 11 月,上榜 36 氪高成長力新消費品牌;2021 年 12 月,獲評VR陀螺“年度XR新銳企業(yè)”。在今年的CES上,由雷鳥創(chuàng)新研發(fā)的NXTWEAR AIR榮獲IDG“最具創(chuàng)新產(chǎn)品獎”。
寫在最后
進入21世紀以來,信息技術(shù)以十年為時間周期,不斷迭代社會的形態(tài)和人們的生活。
第一個十年,PC互聯(lián)網(wǎng)改變了人們獲取信息、閱讀新聞、查找資料、聯(lián)絡(luò)關(guān)系的方式;第二個十年,智能手機和移動互聯(lián)網(wǎng)讓人們的社交、購物、娛樂等生活的方方面面變得更方便快捷。
而下一個十年,伴隨著元宇宙的進化,VR/AR、5G、AI等技術(shù)的演進,人們將進入一個與現(xiàn)實平行的虛擬世界,各類生活、工作、娛樂場景將進一步數(shù)字化。這勢必將進一步推動虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的迭代升級,VR/AR領(lǐng)域也將迎來更快速的發(fā)展,屬于雷鳥創(chuàng)新等行業(yè)創(chuàng)新者的故事,其實也才剛剛開始。
*以上內(nèi)容不構(gòu)成投資建議,不代表華爾街見聞觀點,請獨立判斷和決策。
原標題:《困擾AR行業(yè)多年的技術(shù)難題,如何被一家新公司攻破》
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