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    AR、VR為什么還沒有迎來產業爆發?

    游戲領域非常適合VR設備開發,但尚不具備滲透到大眾市場的可能。AR、VR的消費級市場前景,道阻且長。

    作者:張原峰來源:FT中文網|2019-10-12 17:39

    AR、VR為什么還沒有迎來產業爆發?

    剛剛過去的九月對全球消費電子和互聯網巨頭們來說非常忙碌,華為、臉書、亞馬遜以及蘋果紛紛推出各自的最新產品。在眾多新上架產品中,華為等三家企業分別都推出了自己的AR/VR(虛擬/增強現實)產品,而蘋果在WWDC上也推出了AR開發套件,加上上半年微軟推出的Hololens 2代新產品,可以說智能眼鏡產品或頭顯類智能裝置領域,遇到了這兩年少有的產品亮相的大年。

    早在2012年,谷歌就推出過初代的AR眼鏡,之后大眾對三四年前那輪AR/VR創業潮也記憶猶新,那時身邊也非常容易見到冠之場景體驗的各種頭顯類AR/VR類產品,很多消費者被科技風潮帶動出非常高的應用期待,但真正體驗之后發現各種問題還很多。

    主要的問題有四類,第一就是顯示質量不高,包括大視場角(FoV)狹小、畫面顆粒感明顯、亮度與對比度不高、色彩不高豐富等等。第二是內容與頭顯應用選擇有限,在信息時代,任何電子如果沒有好的內容呈現,注定不會成功。第三是交互性不好,各種交互方式都存在界面不夠簡潔直觀、識別難度大,操作困難等問題。第四是容易產生眩暈等生理不適感,不同用戶的身體生理條件不同,可能不適程度也不一樣,特別是以屏蔽外界環境的VR類設備尤甚。

    AR、VR為什么還沒有迎來產業爆發?

    經過了兩三年后,這些共性的技術問題目前的解決方案問世了么?從整個AR/VR行業的技術進展看,部分問題目前取得了一些技術進步,但是離根本解決還有相當大的距離。

    僅就顯示性能的改進與優化來講,VR設備要想在現有技術條件下,同時實現大視場角(FoV)、高清晰度(PPD)和輕便緊湊等理想性能基本不可能。比如要實現視網膜屏幕效果的VR顯示,單位角度像素密度要達到60PPD(確切說是57.6PPD),在保證這個參數的同時,還要達到正常人110度及以上的視場角,采用的手段就是使用光學透鏡放大視場,在VR設備的狹小空間內,基本就等于2寸左右的顯示部件要達到6K以上級別的水平像素總量,這無疑是非常大的技術挑戰。

    對于AR設備,產品顯示性能主要吐槽點就是顯示亮度和視場角不夠,從產業近兩年的解決思路來看,以硅基液晶(LCoS)微投影結合光波導顯示是目前較為理想的解決方式,但這種方式目前的問題是光波導鏡片的制造難度非常大,產品良率很低,造成成本異常高昂,而LCoS技術的短板則是對比度比較低,無法呈現豐富的色彩。但AR與VR設備最大的不同是,AR需要跟實際環境相結合,根據觀察者實際視野,特別是主視野區內所生成的輔助和增強型視覺內容,這就要求設備需要讓使用者自然產生內外影像結合的一致性視覺體驗,不需要在不同焦距之間來回切換視平面,目前看,當前AR比VR設備在視覺顯示方面的技術方案選擇更為有限。

    AR、VR為什么還沒有迎來產業爆發?

    針對內容和應用少的問題,是個與產業成熟度高度關聯的問題,也是粗淺的常識,或者說是個雞和蛋的問題,硬件性能沒有優化到理想程度,部件與系統平臺的規格沒有階段性收斂,建設于系統平臺上的應用與內容也不會豐富。不過最近兩年,基于Facebook旗下的Oculus 4款主要硬件產品,其VR開發平臺已經推出了近千款VR應用,讓我們看到,行業巨頭在應用開發和內容制作方面還是比初創企業有更多的資源和專注力來引領一個產業和技術方向。

    交互方式的問題,一方面來自目前AR/VR的應用場景完全不同,VR目前只能在空間有限和固定位置的場景下使用,在內容呈現的單一場景下,可以不需要交互設定,而在互動型應用,比如游戲應用,目前各種手柄是人機交互可行實用的主流方式。AR的交互方式則呈現非常多元化的面貌,包括觸控交互、手勢識別、眼球追蹤、姿態感知、語音交互甚至腦波讀取等技術方式,都有不同企業針對各自的產品分別采用,從另一個角度說明,交互方式對于AR來說還沒有一個理想有效技術路徑,也是交互技術不成熟的表現。從另外一個方面來說,AR或VR核心技術解決方案沒有確定或者收斂之前,交互方式只是外圍應用技術應該解決的問題,雖然一樣復雜,但目前還不是最亟待解決的問題。

    AR、VR為什么還沒有迎來產業爆發?

    眩暈問題對于技術層面來講,是一個多層次AR/VR技術不成熟的表現,對于一般運動平衡正常的人來說,VR設備帶來的眩暈感主要來自畫面與身體位置感知不同步,這有可能來自顯示面板動態響應速度和幀頻,有可能來自圖像處理速度,有可能來自影像傳輸速度,或者幾個環節的疊加。顯示部件動態能力提升,可以選用高動態特性的顯示技術,比如OLED、OLEDoS、LCoS等,隨著技術改進和提升,Fast LCD、Micro-LED等新技術的出現也可以大幅改善顯示面板動態畫面遲滯的問題。圖像處理能力就要看選用什么樣的方式做圖像渲染和影像處理,對于4K量級及以上的面板來說,全彩高速圖像渲染雖然有相應的GPU和技術方案,但游戲類VR設備由于需要應對大量冗余數據的迸發處理,現有的方案并不那么得心應手。對于理想的AR設備來說,雖然沒有像VR那樣重度的圖像渲染要求,但與環境結合的實景建模,隨時與焦平面保持一致的圖像合成,一樣會大量消耗系統的圖像處理能力。如果把圖像處理放在云端,就面臨圖像傳輸的延遲問題,現階段VR的圖像處理不具備云端設置的條件,而AR設備,如果有強實時性要求也是不適合置于云端的。眩暈問題的另一面,是人體運動平衡感知敏感度不同造成的,跟暈車暈船的機理一致,有些人能夠通過適應性調節可以接受更長時間的使用,有些則可能5分鐘就會產生嘔吐反應,無法適應。

    AR、VR為什么還沒有迎來產業爆發?

    很多消費者寄希望于5G時代帶來高帶寬、低延時的通訊條件,他們認為這樣對AR/VR產品性能的優化有非常大的幫助,筆者認為這只解決了部分設備需要遠端圖像處理和LBS功能的通訊需求,對于本地設備需要解決的完美顯示、快捷感知、佩戴輕便等性能是沒有直接幫助的。

    即便我們解決了上述所有的技術障礙和問題,更優越的顯示、計算、通訊性能,需要更高的能耗,無論把部分性能放在本地還是云端,計算能力和通訊能力的提升都需要更多的能源消耗。目前VR可以有限移動,而AR設備則是一個完全面向開放環境的穿戴式設備,需要本地解決能源供給,針對不同場景下的續航力要求,還要平衡產品舒適性和電池重量,來消除不適感,這也是非常棘手的挑戰。

    還有一些當前次要但非常關鍵,并會直接影響用戶體驗,進而決定用戶使用意愿的問題,比如電子部件的發熱對于佩戴型設備非常棘手,高計算能力、高通訊帶寬都會帶來更嚴重的發熱,設備發熱量和散熱方式將會成為后續產品開發的重點研究領域。另外,眼鏡型設備都隱含有定制化需要,用戶瞳距、是否為近視眼、近視程度、用眼習慣等都直接影響著每一個消費者的使用意愿。

    回到本文開始的部分,雖然今年巨頭企業發布了眾多智能眼鏡類別的產品,但華為和亞馬遜的產品本質是智能音箱或者藍牙耳機,并不具備任何AR功能,微軟的Hololens 二代MR產品也只對開發者和行業用戶開發銷售,價格高企。蘋果雖然一直推廣其手機和平板產品的AR應用和開發套件,但其AR眼鏡型產品依舊停留在傳說中。而第一個推出AR眼鏡的谷歌,在Cardboard失利、Daydream疲軟的市場表現下,干脆沒有任何眼鏡產品的發布消息。只有Facebook的Oculus還在VR領域奮力開拓,以其目前的進展看,游戲領域還是非常適合的VR設備開發方向,但目前也不具備滲透到大眾市場的任何可能。

    AR、VR為什么還沒有迎來產業爆發?

    對于AR和VR的消費級市場前景,只能說道阻且長,還需加倍努力。

    【編輯推薦】

    1. 理想的AR眼鏡不會很快到來,最大的障礙是芯片設計
    【責任編輯:未麗燕 TEL:(010)68476606】

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