AR、VR為什么還沒有迎來產(chǎn)業(yè)爆發(fā)?
剛剛過去的九月對全球消費(fèi)電子和互聯(lián)網(wǎng)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(chǎn)品。在眾多新上架產(chǎn)品中,華為等三家企業(yè)分別都推出了自己的AR/VR(虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))產(chǎn)品,而蘋果在WWDC上也推出了AR開發(fā)套件,加上上半年微軟推出的Hololens 2代新產(chǎn)品,可以說智能眼鏡產(chǎn)品或頭顯類智能裝置領(lǐng)域,遇到了這兩年少有的產(chǎn)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(chuàng)業(yè)潮也記憶猶新,那時身邊也非常容易見到冠之場景體驗(yàn)的各種頭顯類AR/VR類產(chǎn)品,很多消費(fèi)者被科技風(fēng)潮帶動出非常高的應(yīng)用期待,但真正體驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)各種問題還很多。
主要的問題有四類,第一就是顯示質(zhì)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(nèi)容與頭顯應(yīng)用選擇有限,在信息時代,任何電子如果沒有好的內(nèi)容呈現(xiàn),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(chǎn)生眩暈等生理不適感,不同用戶的身體生理?xiàng)l件不同,可能不適程度也不一樣,特別是以屏蔽外界環(huán)境的VR類設(shè)備尤甚。
經(jīng)過了兩三年后,這些共性的技術(shù)問題目前的解決方案問世了么?從整個AR/VR行業(yè)的技術(shù)進(jìn)展看,部分問題目前取得了一些技術(shù)進(jìn)步,但是離根本解決還有相當(dāng)大的距離。
僅就顯示性能的改進(jìn)與優(yōu)化來講,VR設(shè)備要想在現(xiàn)有技術(shù)條件下,同時實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)視網(wǎng)膜屏幕效果的VR顯示,單位角度像素密度要達(dá)到60PPD(確切說是57.6PPD),在保證這個參數(shù)的同時,還要達(dá)到正常人110度及以上的視場角,采用的手段就是使用光學(xué)透鏡放大視場,在VR設(shè)備的狹小空間內(nèi),基本就等于2寸左右的顯示部件要達(dá)到6K以上級別的水平像素總量,這無疑是非常大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
對于AR設(shè)備,產(chǎn)品顯示性能主要吐槽點(diǎn)就是顯示亮度和視場角不夠,從產(chǎn)業(yè)近兩年的解決思路來看,以硅基液晶(LCoS)微投影結(jié)合光波導(dǎo)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(dǎo)鏡片的制造難度非常大,產(chǎn)品良率很低,造成成本異常高昂,而LCoS技術(shù)的短板則是對比度比較低,無法呈現(xiàn)豐富的色彩。但AR與VR設(shè)備最大的不同是,AR需要跟實(shí)際環(huán)境相結(jié)合,根據(jù)觀察者實(shí)際視野,特別是主視野區(qū)內(nèi)所生成的輔助和增強(qiáng)型視覺內(nèi)容,這就要求設(shè)備需要讓使用者自然產(chǎn)生內(nèi)外影像結(jié)合的一致性視覺體驗(yàn),不需要在不同焦距之間來回切換視平面,目前看,當(dāng)前AR比VR設(shè)備在視覺顯示方面的技術(shù)方案選擇更為有限。
針對內(nèi)容和應(yīng)用少的問題,是個與產(chǎn)業(yè)成熟度高度關(guān)聯(lián)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(yōu)化到理想程度,部件與系統(tǒng)平臺的規(guī)格沒有階段性收斂,建設(shè)于系統(tǒng)平臺上的應(yīng)用與內(nèi)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(chǎn)品,其VR開發(fā)平臺已經(jīng)推出了近千款VR應(yīng)用,讓我們看到,行業(yè)巨頭在應(yīng)用開發(fā)和內(nèi)容制作方面還是比初創(chuàng)企業(yè)有更多的資源和專注力來引領(lǐng)一個產(chǎn)業(yè)和技術(shù)方向。
交互方式的問題,一方面來自目前AR/VR的應(yīng)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(nèi)容呈現(xiàn)的單一場景下,可以不需要交互設(shè)定,而在互動型應(yīng)用,比如游戲應(yīng)用,目前各種手柄是人機(jī)交互可行實(shí)用的主流方式。AR的交互方式則呈現(xiàn)非常多元化的面貌,包括觸控交互、手勢識別、眼球追蹤、姿態(tài)感知、語音交互甚至腦波讀取等技術(shù)方式,都有不同企業(yè)針對各自的產(chǎn)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(shù)路徑,也是交互技術(shù)不成熟的表現(xiàn)。從另外一個方面來說,AR或VR核心技術(shù)解決方案沒有確定或者收斂之前,交互方式只是外圍應(yīng)用技術(shù)應(yīng)該解決的問題,雖然一樣復(fù)雜,但目前還不是最亟待解決的問題。
眩暈問題對于技術(shù)層面來講,是一個多層次AR/VR技術(shù)不成熟的表現(xiàn),對于一般運(yùn)動平衡正常的人來說,VR設(shè)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(tài)響應(yīng)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(huán)節(jié)的疊加。顯示部件動態(tài)能力提升,可以選用高動態(tài)特性的顯示技術(shù),比如OLED、OLEDoS、LCoS等,隨著技術(shù)改進(jìn)和提升,F(xiàn)ast LCD、Micro-LED等新技術(shù)的出現(xiàn)也可以大幅改善顯示面板動態(tài)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(yīng)的GPU和技術(shù)方案,但游戲類VR設(shè)備由于需要應(yīng)對大量冗余數(shù)據(jù)的迸發(fā)處理,現(xiàn)有的方案并不那么得心應(yīng)手。對于理想的AR設(shè)備來說,雖然沒有像VR那樣重度的圖像渲染要求,但與環(huán)境結(jié)合的實(shí)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(tǒng)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?shù)难舆t問題,現(xiàn)階段VR的圖像處理不具備云端設(shè)置的條件,而AR設(shè)備,如果有強(qiáng)實(shí)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(yùn)動平衡感知敏感度不同造成的,跟暈車暈船的機(jī)理一致,有些人能夠通過適應(yīng)性調(diào)節(jié)可以接受更長時間的使用,有些則可能5分鐘就會產(chǎn)生嘔吐反應(yīng),無法適應(yīng)。
很多消費(fèi)者寄希望于5G時代帶來高帶寬、低延時的通訊條件,他們認(rèn)為這樣對AR/VR產(chǎn)品性能的優(yōu)化有非常大的幫助,筆者認(rèn)為這只解決了部分設(shè)備需要遠(yuǎn)端圖像處理和LBS功能的通訊需求,對于本地設(shè)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(shù)障礙和問題,更優(yōu)越的顯示、計(jì)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(jì)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(shè)備則是一個完全面向開放環(huán)境的穿戴式設(shè)備,需要本地解決能源供給,針對不同場景下的續(xù)航力要求,還要平衡產(chǎn)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(zhàn)。
還有一些當(dāng)前次要但非常關(guān)鍵,并會直接影響用戶體驗(yàn),進(jìn)而決定用戶使用意愿的問題,比如電子部件的發(fā)熱對于佩戴型設(shè)備非常棘手,高計(jì)算能力、高通訊帶寬都會帶來更嚴(yán)重的發(fā)熱,設(shè)備發(fā)熱量和散熱方式將會成為后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域。另外,眼鏡型設(shè)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(xí)慣等都直接影響著每一個消費(fèi)者的使用意愿。
回到本文開始的部分,雖然今年巨頭企業(yè)發(fā)布了眾多智能眼鏡類別的產(chǎn)品,但華為和亞馬遜的產(chǎn)品本質(zhì)是智能音箱或者藍(lán)牙耳機(jī),并不具備任何AR功能,微軟的Hololens 二代MR產(chǎn)品也只對開發(fā)者和行業(yè)用戶開發(fā)銷售,價格高企。蘋果雖然一直推廣其手機(jī)和平板產(chǎn)品的AR應(yīng)用和開發(fā)套件,但其AR眼鏡型產(chǎn)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(xiàn)下,干脆沒有任何眼鏡產(chǎn)品的發(fā)布消息。只有Facebook的Oculus還在VR領(lǐng)域奮力開拓,以其目前的進(jìn)展看,游戲領(lǐng)域還是非常適合的VR設(shè)備開發(fā)方向,但目前也不具備滲透到大眾市場的任何可能。
對于AR和VR的消費(fèi)級市場前景,只能說道阻且長,還需加倍努力。