來源:博觀科技日期:2022-03-28 15:39:53
小米在2023MWC世界移動通信大會上,正式發布小米無線AR眼鏡探索版。
小米官方稱該眼鏡擁有三大創新:采用無線連接,手機與眼鏡通信延遲低于3ms,全鏈路延遲低至50ms;采用自由曲面光學模組,實現了「視網膜級」顯示;采用自研微手勢交互,用戶挑選應用并打開、滑動瀏覽、回到桌面等日常使用行為,都不需要用到手機。
一直以來,在不少人的心目中,AR眼鏡一直都是智能手機的配件,離開了智能手機,AR眼鏡也就成為了擺設。現在這種情況將被改變。
1、“第一個吃螃蟹的人”
無論是AR眼鏡的鼻祖Google Glass,還是最新發布的nubia Neovision Glass、HONOR Vision Glass等,它們都有一個共同的特點,就是必須要連接智能手機才能正常使用,否則AR眼鏡就是一個可以戴在眼睛上的裝飾品,除了讓人看起來怪怪的,別無他用。
可是也有廠商不走尋常路,另辟蹊徑的想出了讓AR眼鏡脫離智能手機也能使用的解決方案。這就廠商便是Rokid。
公開資料顯示,Rokid創立于2014年,是一家專注于人機交互技術的產品平臺公司,2018年即被評為國家高新技術企業。Rokid目前致力于AR眼鏡等軟硬件產品的研發及以YodaOS操作系統為載體的生態構建。
Rokid在2021年12月正式開售消費級AR智能眼鏡Rokid Air。數據顯示,上市短短3個月,Rokid Air就在KICKSTARTER、亞馬遜、天貓等國內外多個渠道穩定占領AR銷售榜榜首,去年8月官方宣稱Rokid Air眼鏡銷量已突破30000臺,打破了全球消費類AR眼鏡的銷量記錄,排名第一。今年3月,Rokid首席執行官祝銘明在其朋友圈表示,6萬臺Rokid Air已全部售出。經多方核實,Rokid Air的確已于近日完成最后一批的千臺出貨,除去其剩余的少量渠道提貨量,其余均已售罄。
與一般的AR眼鏡廠商不同,Rokid給我的感覺是很有想法。在去年10月,Rokid重磅發布了行業首款AR智能眼鏡終端——Rokid Station,官方是這樣介紹它的:
Rokid Station是Rokid自研的連接Rokid AR眼鏡使用的計算終端。目前AR眼鏡均需連接手機使用,但存在無法兼容,連接復雜,卡頓斷線,手機耗電快等問題,用戶體驗不佳。Rokid Station的推出就能解決以上問題,使用便捷,同時擺脫手機,給用戶帶來了更佳的使用體驗。
Rokid Station的功能有很多:Rokid Air眼鏡連接Rokid Station后,可以享受120寸的電影、游戲、辦公等功能。Air眼鏡作為智能頭顯,Station作為信息和電力輸出終端。Rokid Station還可作為無線投屏器使用,可將手機的畫面通過Station投屏到Air眼鏡中。Station可作為充電寶使用,給手機等設備反向充電。
此外,Rokid Station還內置了海量的影視資源、游戲資源,在官方商店下載【無影】APP后,搭配折疊鍵盤,還能進行云辦公。
Rokid Station自身凈重400g,配備5000毫安時容量的大電池,搭載一枚64位四核ARM芯片,支持4K 60fps解碼;輔以2+32GB的存儲空間,方便利用Type-C接口導入媒體文件資源;其無線投屏功能則支持通過Miracast、DLNA、Airplay進行投屏;在無線連接方面則支持WIFI 5及藍牙5.0規格;輸出方面則支持HDCP/DP輸出。Rokid Station可作充電寶、無線投屏器、電腦、移動計算終端等使用,一機多用讓Rokid Station的799元售價顯得“物美價廉”。
Rokid Station是一個優點和缺點都十分明顯的產品。一方面,它集手柄、電池和內容資源等多個功能于一身,解放了用戶的手機和電腦等設備,還有不錯的續航能力,對于AR眼鏡而言,是個便攜耐用的外接設備。
另一方面,應用場景對網絡的依賴是十分突出的問題。在網絡環境良好的室內場景中,人們通常會有電腦、電視和游戲主機等更好的選項,觀影之外的場景中Rokid Station并沒展現出足夠的競爭力。
2、AR眼鏡能否替代手機,成為下一代計算終端?
投資一個賽道,第一個要思考的問題是天花板有多高,在AR眼鏡賽道,這個可以簡化成一句話:AR眼鏡最終有沒有可能替代手機?這是一個所有人必須要給出回答的問題。
要回答這個問題,我們不妨參考一下之前每一次主力計算平臺遷移的歷史。從PC個人電腦到功能機,再到有智能手機,每一次計算平臺的遷移都伴隨著同樣幾個核心指標的大幅提升,在終極形態的AR眼鏡和智能手機的的對比上,我們同樣可以看到這幾個指標質的飛躍:
輸入效率:在PC時代,我們只能通過鍵盤輸入文字的形式操作設備的信息輸入,而到了手機時代,多了屏幕點擊、語音輸入等幾種更高效的方式,而AR眼鏡使我們不僅可以做平面的點擊操作,同時多了空間動作(如手勢、眼動、頭動)、空間相對位置關系(如接近、拿起、旋轉)等幾種更為直接卻更為細致的輸入方式。
輸出效率:以太網時代,PC為我們輸出的是以文字為主的信息,到了手機時代,信息輸出變成了文字、圖片、音視頻的多模態信息,信息獲取效率成倍提升。而AR眼鏡又把信息輸出效率上升到了一個新的階段,首先AR眼鏡能提供的是一個7*24小時的巨幕,而且就在眼前,其平面輸出能力本身就比手機的小屏高出很多。
更重要的是,在最終的設想中,AR眼鏡顯示的信息可以直接擬合在實際物體上,兩個小的應用例子:在一個實際的會議室里,AR眼鏡可以直接把遠程參會的人的全身3D影像擬合到相應的座位上;在選購衣服的時候,直接把衣服“試穿”在自己身上,這些輸出方式,是智能手機時代的騰訊會議或者淘寶直播完全沒法提供的。
?場景寬度:場景寬度是衡量一個計算終端最終的應用豐富度和使用頻次最重要的指標。因為所有上層應用都是基于硬件產品能提供的特性開發的。從PC時代到手機時代,計算終端可以移動了,所以有了“移動互聯網”以及基于“移動”這個場景的無數應用,美團是基于智能手機提供的LBS能力、微信是基于移動場景下的即時通訊需求,等等。
而AR眼鏡能提供的場景的拓展,是把原先實是實、虛是虛的信息,在鏡片上統一成虛實結合的信息,并且通過算法渲染和手勢、眼動等操作,讓虛和實能夠相互作用。所以,所有之前被“移動化”改造過的場景,或者這些場景帶來的移動互聯網的巨頭,都有可能被AR眼鏡進行“三維化”或者“虛擬化”洗牌
回到我們一開始的問題,AR眼鏡是不是下一代的計算平臺,是不是元宇宙的入口?在這個階段,因為產品離最終的形態還有太遠的距離,應用生態還非常不完善,沒有人可以得出100%的結論。但是從產品的各種特性來判斷,我們認為AR目前確實是最有冠軍相的選手。
3、目前的AR眼鏡,離替代手機還有多遠?
在最終替代手機之前,AR眼鏡到底要經歷哪些階段,目前的AR設備公司拿出的產品又在哪個階段,這是我們判斷AR眼鏡離替代手機有多遠的核心依據。
在這里,我們根據上游技術棧的發展速度和應用場景落地的時間順序,把AR設備從今天到終局的發展分為四個階段,每個階段對應一個產品形態,每個產品形態對應一類應用場景。
首先要明確的是,AR眼鏡上游技術棧主要需要關注的是三大塊:光學、芯片、交互,AR眼鏡之所以遠比手機或者VR眼鏡復雜,是因為這三個技術棧(尤其是光學和芯片)在眼鏡這樣對體積和功耗都有嚴苛要求形態下,都有很長的技術迭代路徑,甚至是難以克服的技術鴻溝,這里我們也把這幾個核心技術棧的發展展開到四代產品里分別闡述:
1.0 靜態大屏
1.0產品是目前市面上大多數產品所處的階段,包括幾家耳熟能詳的獨角獸公司,各家的區別只在顯示效果和小的功能點迭代上,這類產品甚至從2019年開始就已經紛紛開始落地,至今在效果和功能上并沒有太大的區別。
這類產品我們之所以成為靜態大屏產品,是由其產品特性決定的。首先,由于眼鏡形態對體積的要求非常嚴苛,導致留給電池和主計算單元的空間非常有限,目前市面上主流的手機芯片的尺寸和功耗都不足以支撐,所以第一代產品的解決方案是使用手機端的算力,并用有線方式連接眼鏡設備。這就導致了設備的便攜性和場景寬度大打折扣,畢竟帶著一個拖著一根電線的眼鏡出門,還是會給人很大的社交壓力的。
拖著小尾巴還在其次,更大的問題是光學部分。1.0產品普遍使用的BirdBath方案有兩個致命的問題:第一是由于需要光機的朝向是垂直向下,使得光學模組的厚度幾乎不可能接近正常眼鏡;第二是整個成像結構需要遮擋住鏡片的上半部分,這會直接導致嚴重的視線阻礙,這樣的眼鏡很難在動態場景下使用。
在交互方面,1.0的AR產品多數不配備攝像頭,不管是觀影還是游戲,這一代AR眼鏡能夠做到的體驗上限,都離最普通的VR一體機有很大的差距。目前主流的VR一體機可以做到100度FOV、6DoF頭顯+6DoF手柄的交互能力、串流steam的內容庫和3000元以下的價格,這是目前只能做到50度FOV、沒有空間交互能力、沒有游戲內容供給的AR眼鏡完全無法競爭的。
有了這樣的對比,也就不難理解為什么目前主流的1.0產品沒有一個在2C端有超過5萬臺的成績。1.0產品是AR眼鏡發展過程中的一個中間狀態的實驗性產品,我們預計這一代產品會在2023-2024年逐漸被淘汰。
2.0 可穿戴設備
2.0設備是目前各大頭部AR眼鏡廠商,甚至是手機硬件大廠正在重點研發的方向。在光學方面,BB方案將被放棄,取而代之的大概率是Lcos/DLP+陣列光波導的方案,其優勢是顯而易見的:光機不再位于鏡片上方,而是布置在鏡腿和鏡片的連接處,陣列波導片本身的厚度和顏色和正常鏡片無異,整個AR眼鏡產品在物理形態上,真的回歸到了一個眼鏡,而且真的可以像眼鏡一樣隨時隨地佩戴。
這一代光學方案的可行性,主要來自于陣列光波導的迅速成熟,頭部模組廠商逼近90%的良率,陣列光波導的大規模量產化指日可待。除了光學上的推進,這一代設備最大的進展會在算力端,想要眼鏡不再拖著小尾巴成為手機的附庸,意味著眼鏡的主要算力得部署在設備上的主計算單元上。這里設備廠商在計算單元上有兩類選擇:
1)一類是“大芯片”,比如主流的驍龍8系列,或者高通專門為XR設備開發的XR2芯片,這顆芯片整合了運行高通自研空間算法的DSP和強大的渲染能力,這也是目前市面上功能最強悍的AR眼鏡微軟Hololens2的選擇。但是,雖然標號是XR芯片,這顆XR2芯片還是主要面向目前已經有大批量出貨的VR設備市場的,其強大的運算能力導致了高功耗,需要大電池來帶動。這也就解釋了為什么包括Hololens2之內的所有使用搭載XR2芯片的AR設備,最終都做成了類似頭盔的200克以上的形態。這樣的形態距離全體佩戴的眼鏡有著很遠的距離。
2)第二類是可穿戴設備使用的“小芯片”,比如主流的高通4100芯片和傳聞中即將發布的4nm制程的5100芯片。因為主要面向手表等低功耗、長續航的智能設備,所以其尺寸和功耗性能明顯都好過于XR2等大芯片,在電池能夠塞進眼鏡腿的情況下,已經能做到8小時以上的長續航。但是相應的,可穿戴芯片也帶來了局限,由于手表等穿戴設備對芯片的要求集中在基帶通信、傳感器管理等方面,在渲染、SLAM等方面的計算能力相對較弱,如果想要在這類芯片上實現低延時的渲染和SLAM,需要團隊有很強的芯片優化和算法背景。同時這樣的芯片適合搭載的是類似AndroidGO或WearOS這樣的輕量化操作系統,操作系統本身也限制了大量應用功能的實現。
所以,我們預測,各廠商2.0產品的主流形態,會是一個外形接近傳統眼鏡,使用Lcos+陣列光波導光學方案和智能手表芯片,主要面向穿戴設備需求的產品,實現一些輕量化的應用,主要通過語音和物理按鍵實現交互。對于一部分有芯片優化能力、操作系統優化能力和算法能力的團隊,2.0的產品上會搭載雙目或者RGBD攝像頭,從而實現一部分的三維感知能力(手表芯片大概率無法支撐完全的空間計算能力),并且通過簡單的手勢識別進行交互(點擊),在特定的靜態場景下,在部分SLAM能力的支持下,甚至有可能實現部分的虛擬信息和現實環境的擬合。
3.0 強交互設備
在2025-2026年左右,參考VR一體機發展的歷史,我們認為AR眼鏡有可能會出現整個賽道的加速拐點,并且出現出貨1000萬臺以上的現象級產品。
這個拐點具體來講,有可能來自于兩個方面:
?消費者可以用比手機低的價格,買到可以替代手機大部分功能的設備,并且有比手機更好的體驗;
?AR眼鏡裝載了有一些手機實現不了的應用和功能,使AR眼鏡的需求產生了較強剛性。
這兩件事的實現,都需要AR眼鏡具備更好的光學性能和強交互性能。具體而言,在光學上,Micro-LED是目前行業形成共識的最終光機方案,Micro-LED的亮度可以做到數百萬尼特,即使配合衍射光波導非常低的光效,也可以實現日光下的清晰高亮顯示。同時其功耗和體積也都是目前所有光機方案中獨一檔的存在。
但是,目前Micro-LED技術離成熟還有較遠的距離,全球都沒有大批量穩定的量產出貨,巨量轉移等技術瓶頸一直沒有得以突破,國內有廠商已經實現了單片集成方案的單綠出貨,但是這離最終的方案還有一段距離。在成像單元方面,我們預計在3.0的產品中,有可能出現衍射光波導和體全息光波導并行的情況,這重要取決于國內體全息工藝的產業化速度。在交互方面,6DoF的三維重建能力和相對復雜的手勢識別能力將是這一代產品的標配。
在交互方面,6DoF的三維重建能力和相對復雜的手勢識別能力是這一代產品的標配。有了這樣的空間感知能力,設備就可以實現虛擬物體、現實環境和交互操作三者之間的初步耦合,至少我們在手機中熟悉的PokemanGo之類的AR游戲可以無差別的在眼鏡端實現。我們在電影中常見的在每個人或者每臺機器的上方都顯示其相關的信息、在會場中間顯示虛擬物體的全息影像,并且可以對其做相關的操作,這些應用應該都不在話下。同時我們可以用雙手在空中完成傳統上在手機小屏上完成的各種精細的輸入操作。至此,手機中的大部分應用已經可以在眼鏡中實現,當然,其中一些的體驗可能還是沒有手機端好(如影像顯示效果可能不及手機屏幕),但是我們已經敢不拿手機出門了。
4.0 替代手機的計算平臺
AR眼鏡到了4.0,光學、芯片、交互三個核心的技術棧應該都已經了終局狀態。其中光學的終局比較好判斷,體全息光波導大概率成為主流方案,配合三色高亮的Micro-LED,形成最終的光學模組。在成像算法上,光場顯示會最終替代目前的偽3D顯示,解決輻輳、眩暈等問題,真正使虛擬和現實的擬合達到逼真的顯示效果。
芯片方面,高通大概率最終會入局AR芯片,但是我們不認為高通會像智能手機時代一樣在安卓陣營里大殺四方,強調基帶和射頻通信的高通平臺搭配安卓系統目前看并不是AR眼鏡終局的最優解,除了蘋果、華為、三星如果入局AR眼鏡會自研芯片以外,AR眼鏡賽道最終可能會出現新的芯片巨頭,甚至是新的芯片架構。
操作系統優化,也將是一個重要的突破,基于平面交互的安卓系統顯然無法支持基于空間交互的AR眼鏡以及空間交互帶來的大量全新的應用。目前已經有不少國內外團隊在AR操作系統上做探索和長遠的技術布局。
在交互方面,4.0階段的AR眼鏡,可以支持我們在2C和2B的任何場景下,在空間中做極為精確而復雜的交互動作(打字、遠程操控設備)。配合未來可能出現的觸覺交互設備,我們在最終的AR設備中感受到的,是虛擬物體和環境與人之間的交互,它將被賦予真正的“物理感”,而不是簡單的“成像”和信息疊加。
至此,AR眼鏡將不僅僅取代手機,空間交互和虛實交互將帶來大量全新的應用,我們也將因此真正進入元宇宙時代。
AR眼鏡脫離智能手機正常使用,不僅是行業的想法,也是消費者的希望,畢竟智能手機的發展已經遇到了瓶頸(比如電池技術無法取得突破等),AR眼鏡接棒智能手機是大勢所趨。
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