2023年,光波导AR眼镜混战开启

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iOS和iPhone未诞生前,先行者做出webOS和Palm ,历史也会牢牢铭记。

图片来源@视觉中国

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文 | AR研究媛

01 Nreal徐驰和雷鸟创新李宏伟

AR领域有个颇为有趣的现象,新锐创业公司比传统巨头,更加敢于尝试消费级的AR眼镜,创业公司充满乐观,巨头的基调依然悲观。

Nreal创始人徐驰在接受极客公园采访时,给出了他的理由。

“VR 就是用一个设备,把真实环境完全屏蔽掉,创建一个虚拟的环境。比如我戴上 VR 眼镜,就来到了 NBA 现场,看到詹姆斯在我面前扣篮。这个体验很沉浸,但我没办法拿到桌上的啤酒来喝,因为跟真实的世界隔离了,连身边女朋友也看不到。如果是 AR 或者 MR 的话,好处就是既能看到女朋友,也能喝啤酒吃爆米花。AR 和 MR 是在真实的世界加了些东西,有种让人更强大的感觉。”

“我们为什么要戴近视眼镜,主要是为了看清现实世界。未来,戴眼镜主要是为了看清数字世界。”

“现在 AR 设备不像功能单一的产品,买回家就能用,它是需要内容和生态来配合的。这就很像当年 iPhone 和 iPad 起来的时候。”

“同时硬件创业需要你时刻关注供应链的实际情况,评估还有多少年能达到理想情况,根据这个来布局。还不能等产业链完全成熟了,完全成熟就是巨头的游戏了,没你的份了。但要是判断错了,进入早了,就成「前浪」了。”

“没有想象不行,没有「真实」也不行,硬件创业确实是戴着镣铐跳舞。”

“我们现在看到的还是分体机,需要接手机使用。还有之前很多运算会放在终端,也就是眼镜上,但未来渲染、计算都会放在云端,给终端释放空间。技术是在不断发展的,大家不要用现在的技术的发展水平来看未来的设备。”

「我做一个大胆的预测,未来 5 年以内,50g 以内的一体机将会出现。」

2023年1月5日,雷鸟创新对外宣称做出了第一款「消费级真AR眼镜」雷鸟X2,按CEO李宏伟的讲述,

“真正的消费级AR眼镜,应该同时具备轻量体积、自然显示、全天候场景、虚实融合这四大特性”

“以往我们看到应用在工业级的Hololens和Magic Leap 非常强大,但是做不到轻量体积,这要求从光学元件到感知计算单元要做到极小型、高度精密、超低功耗。消费级AR基本就卡在这里。”

“随着SLAM算法一代代迭代,视觉SLAM和LiDAR SLAM往前推进,精度更高的基于dToF的(激光)3D结构光的模组小型化落地,虚实融合功能在理论上已经不是特别大的障碍。高通打造XR专属的算力芯片,摩尔定律依然在起作用,传感和计算模组正快速接近消费级的临界点。”

“AR眼镜的光学显示的小型化、低功耗,实现自然显示的效果,现在是最大的障碍。谁能有所突破,消费级AR眼镜的原型鼻祖,某种意义上第一代iPhone就真正诞生了。”

02 一众创业公司打头,Apple、Meta、字节的AR眼镜2023年也将面世

Nreal、雷鸟创新、Rokid、INMO 已经入局,吴德周的致敬未知、罗永浩的细红线刚刚加入,OPPO、小米迭代了几部轻量级的光波导眼镜。另据多方可靠信源,Meta 元宇宙部门裁员却加大了AR投入,字节的AR眼镜也在秘密打造中,但在Apple没有拿出打磨数年作品之前,谁也不知道消费级AR眼镜,「标准形态」将如何呈现。

更有传言,Apple今年停掉了AirPods、iPad、Apple Watch多条产品线的更新,AR眼镜的产品优先级将是「前所未有」,2023年的上半年还是下半年,我们可能迎来下一代消费电子的降临。

Apple进展到哪里,暂属未知,现有爆料它是一款可以在AR和VR中切换,外观类似滑雪镜形态的眼镜。另据来自供应链的消息也佐证了传言,Apple采购了一批索尼的硅基OLED微显屏,做出的是一款以VST来实现AR功能的VR眼镜。

Apple眼镜的差异点可能在多种传感器的整合,外观工业设计,从硬件综合体验到开发者生态,并非硬件上单点发力,而是惯用的垂直整合来开天辟地。如果是VST,不做高透光镜片上叠加虚拟影像而是依靠摄像头「透视」的伪AR,那真让所有人大失所望。

而现有的AR眼镜方案,无论是工业级AR眼镜还是消费级AR眼镜,硬件差异基本可以归结为:微显光引擎模组、光学显示模组、感知&计算模组三大部分,以及各方案组合的量产成本、量产可行性和良率。

微显光引擎,如果简单等同于采用哪种屏幕光源,主流方案有LBS(Laser Beam Scanning 激光束扫描)、LCoS(硅基液晶)、硅基Micro OLED、硅基Micro LED,每个方案落地有很多细节差异。

四种光引擎方案中,2019年发布的微软Hololens 2是LBS的典型代表,另一个是巨兽Magic Leap ,来自著名光学专家Karl Guttag的说法,

死磕了数年后,ML最终放弃了号称能吊打友商的光纤扫描显示(Fiber Scanning Display, FSD),在Magic Leap 1、2上都选择了LCoS。

徐驰曾描绘面试Magic Leap过程神秘又有冲击性,这家公司充满了科学家(Rocket Scientist) 、魔术师(Wizard)、艺术家(Artist),想象力主导氛围下,接触了很多前沿技术。资本当时闷不吭声给够钱的原因,就是Magic Leap在FSD上独步天下,在十分简陋的AR光学显示蛮荒时代,惊艳至极。

微软这边,Hololens 从一代的LCoS转到二代的LBS,另据来自供应链的可靠消息,三代的Hololens不仅没取消又转回了LCoS。Magic Leap和Hololens 互望了一眼,都曾在LBS倾注巨大心血,最后又殊途同归。这中间定是在LBS上经历了巨大的痛苦和折磨。

如果微软和ML给出了一致答案,那基本可以盖棺定论,LCoS是现阶段头盔形态的AR光引擎最佳选择。

那微软和ML写好的作业可以抄吗?工业级AR眼镜跟消费级AR眼镜有着本质的不同。工业级的AR头盔,为了实现高分辨率、优秀色彩显示、水平和垂直方向大FOV、更干净的画面、快速眼球追踪的画面渲染,在光引擎上牺牲了体积和功耗,头盔形态不可避免。而让普通消费者绑着个只能续航1-2个小时的头盔上街,天方夜谭。

那就剩硅基Micro OLED和硅基Micro LED。注意,这两种屏都是在「生长良好」的晶圆上切割出来的,强调硅基二字,因为它们类似芯片有超小的面积和超高的集成度,而非手表、手机、平板、PC上用的TFT、IGZO或者LTPS玻璃基板,那种大尺寸、相对低密度的发光元件集成。

索尼、视涯是目前量产硅基Micro OLED屏幕的唯二选择。JBD是量产硅基Micro LED目前的唯一选择,但还有两个隐藏的大BOSS,三安光电和华星光电,这两家掌握着Micro LED最关键的技术和工艺,他们是否发力,是否投资建厂建专门的产线,看的是市场需求。同理还有三星和LG,它们在硅基Micro OLED和硅基Micro LED上基本不存在技术障碍,做不做看的是市场情况。

现在被资本热捧的JBD,传言估值100亿,风光无限。在如此重要的关键技术上,巨头一定会有所动作,暗暗蓄力下行业正在涌动。

微软和ML都选择了LCoS作为头盔形态的工业级AR的光引擎 ,硅基Micro OLED和硅基Micro LED属于消费级AR眼镜光引擎的"标配",同样可以盖棺定论。硅基Micro OLED在目前只有20%透光的墨镜方案BirdBath伪AR眼镜上大规模应用,而硅基Micro LED,才是消费级AR眼镜光引擎的皇冠。它最好的色彩饱和度、数量级的亮度优势、更低的功耗最高的发光效率、理论上更精简的产品层次,现阶段的障碍在于红光LED的亮度、发光能量方向集约、单面板RGB三色子像素集成和提升分辨率。

AR光学显示方面,自由曲面和BirdBath不提了,业界已经看到了它注定被淘汰的未来。阵列光波导的光效率目前是高于衍射光波导,但业界基本断定阵列的量产良率和成本难以下降,问题几乎无法解决。无论Apple、微软、Magic Leap或者谷歌,都不约而同选择了发展衍射光波导。

硅基Micro LED+衍射光波导,行业应该没有人反对它是消费级AR眼镜理论上最有希望最理想的方案。

另外插一句,在AR的光引擎微显屏上,中国厂商不必妄自菲薄,多年基础技术积累,手握硅基Micro LED利器,未来微软、Apple、Magic Leap 可能会反过来被中国厂商卡脖子。次一点的硅基OLED,视涯的显示效果现阶段比索尼更好,如果解决了半导体工艺和量产良率的问题,耗电更少、发热更小、OLED的寿命提升到跟索尼一个水平,Apple的订单会雪花般飞来,甚至大大高于索尼。

03 2023年,将是光波导AR眼镜的混战之年

2022年年底INMO发布了令人印象「有点深刻」的inmo air 2,硅基OLED+阵列光波导的组合,真心「颇具创意」。在小米、OPPO、李未可都做的是单绿色Micro LED+衍射光波导的情况下,INMO这家公司选择了亮度稍低的硅基OLED+光效更高的阵列光波导,实现了全彩显示、入眼亮度尚可、高透光、轻量SLAM的消费级AR眼镜。

INMO没有选择硅基LED的原因,大概率是做不出全彩Micro LED光引擎,在JBD目前还无法量产高亮度的单面板RGB三色硅基LED情况下,只能退而求其次,选择了成熟的全彩显示的硅基OLED,而为了解决硅基OLED亮度不够的问题,又选择了几乎没人用但光效更高的阵列光波导。

VR陀螺的专访说JBD2023年一季度就可以量产单面板全彩硅基LED,在咨询了行业资深人士后得到的回复是,「呵呵」,最少等两三年吧。

INMO拿不到葵花宝典的情况下,先练习七十二路辟邪剑法,也可以威震天下。

2023年1月,雷鸟创新在CES拿出了体积只有0.7cc的Micro LED全彩光引擎的雷鸟X2,两层衍射光波导入眼亮度1000nits,还用了高通XR2芯片。懂行的知道这意味着什么,我们可以拭目以待,2023年能否有第二家消费级AR厂商做出来。

千万别小瞧了这名气不大的雷鸟创新,这家公司本质上就是TCL的创新实验室。TCL在显示技术上的熟悉度、创新技术积累,特别是华星光电在Micro LED上的技术进展,全球没有人敢小视。

Nreal、Rokid、INMO、OPPO、小米,它们的AR光学研发团队想必有了危机感。2023年的雷鸟X2量产上市后,同为信息提示和轻量SLAM,单绿色的Micro LED光波导眼镜会很快落伍,OPPO树脂的衍射光波导镜片也并非真正的差异化,树脂材质折射率低注定了显示效果有本质差别。

2022年BirdBath的伪AR眼镜已经基本没有门槛,除了Nreal和雷鸟两家全自研光引擎、Nreal自建光引擎组件工厂,其他不是用惠牛就是视涯的现成光机模组。深度自研的好处就是能把MTF、FOV、Eyebox同时做好,公版的光机效果好不好,BirdBath方案的AR眼镜销量在京东和天猫是公开的,看看各榜单AR眼镜的前两名即有答案。

这戴在眼睛上的玩意,没有光学显示技术的积累,真的没法长期用。

2023年BirdBath的AR眼镜因为供应链彻底成熟,应该还会出来一批品牌,光波导AR眼镜,因为JBD和几家衍射波导厂商,整机难度也大幅度降低。如果做眼镜形态的消费级AR,而非头盔式的,全彩Micro LED显示、分辨率和FOV、衍射光波导亮度、SLAM和虚实融合功能,将是四个最大评判标准。

2023年,消费级AR眼镜硬件初步ready,真的要起风了!

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  • 视涯也算是多次被DSCC点名的业内大牛了吧 之前展上见过 老低调了

    回复 2023.01.13 · via pc
  • 科技是第一生产力!

    回复 2023.01.12 · via netease
  • 创维数字海内外销量都不错,算是国内真正的头部厂商

    回复 2023.01.12 · via netease

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