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困擾AR行業多年的技術難題,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;一條對内,通往虛拟現實。”科幻作家劉慈欣說。

經曆了2014-2016年的高潮期和2017-2019年的低谷期後,AR/VR産業在最近2年又重新火了起來。

從發展潛力看,這的确是一個增長迅猛且規模龐大的産業。招商證券預計,到 2025 年全球 AR/VR 産業空間将達近兩萬億元人民币,年均增長率約54%。

也是因為市場大、發展快,AR/VR産業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産業投融資金額達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、國内90起,較上一年同期均大幅增長。國内外VR/AR産業投融資金額和數量均達到曆史新高。

與此同時,科技巨頭們紛紛加快布局虛拟現實産業的腳步。在國外,蘋果公司經過多年的醞釀之後,定于2022年釋出首款AR頭顯産品,并計劃逐漸在10年内用AR裝置取代iPhone;Facebook在更名為Meta的同時,釋出多款VR、AR産品;高通推出新一代XR晶片。在國内,位元組跳動90億收購VR裝置廠商Pico,愛奇藝VR完成數億元B輪融資,華為、小米、OPPO等先後釋出AR眼鏡。

困擾AR行業多年的技術難題,如何被一家新公司攻破

最新的消息是,在剛剛結束的2022年CES(全球消費電子展)上,VR/AR再次成為焦點。比如松下釋出VR眼鏡“MeganeX”,索尼帶來PlayStation VR2虛拟現實頭顯産品,而來自中國的雷鳥創新則釋出兩款自主研發的全新智能眼鏡産品:NXTWEAR AIR 和 LEINIAO AR。

在諸多AR眼鏡中,LEINIAO AR憑借着技術上的重大突破而備受矚目。

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熟悉增強現實産業的人應該都清楚,全彩MicroLED+光波導技術是AR行業多年難以突破的技術難題,也是被微軟、蘋果等科技巨頭所公認的最佳技術實作路徑。作為業内首款雙目全彩 MicroLED 全息光波導 AR 眼鏡,LEINIAO AR首創全彩微顯示引擎,在效率、色散、可量産性上取得平衡,率先在輕薄的眼鏡形态上實作畫面全彩高亮顯示,是以取得對行業技術瓶頸最關鍵的突破。這款AR眼鏡的成功研發,不僅有效地解決使用者在使用AR眼鏡時舒适度不高、顯示不佳等體驗問題,也為AR行業發展提供可供參考的技術示範。

也是因為這種技術領先性,海外著名綜合類媒體或者權威科技媒體密集對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技術,在你的眼前顯示圖像,而不讓其他人看到。因為内置的鏡片幾乎是完全透明的,這款AR眼鏡便可以随時佩戴,更像真實的眼鏡。”而CNET則評價道:“雖然目前還隻是原型,但他們還是實作了其他科技公司多年來努力但尚未實作的願景。”

除了媒體的認可,從現場照片可以看出,在CES線下展會上,LEINIAO AR同樣引發使用者的廣泛關注,展台前甚至排起了長隊。

困擾AR行業多年的技術難題,如何被一家新公司攻破

顯然,科技巨頭和資本已經将AR/VR看作是繼PC和智能手機之後的下一代主流計算平台,是以才會争相競奪這塊大蛋糕。

01

技術邁向成熟期

根據Gartner技術成熟度曲線,一項新技術通常要經曆5個發展階段:技術萌芽期、期望膨脹期、泡沫破裂谷底期、穩步爬升複蘇期、生産成熟期。在走過Gartner 技術成熟度曲線的前三個階段後,AR/VR目前正處于穩步爬升複蘇期,未來将進入生産成熟期。

在需求端,受新冠疫情帶來的居家時間變長、生活品質追求提升,以及元宇宙等概念的推動, VR/AR産品登上越來越多消費者社交、娛樂等内容消費場景的必選清單。

在産業端,行業技術基礎設施在完善,5G的高帶寬可讓AR/VR裝置傳輸幾十G的高清視訊,低延時則能讓使用者戴上AR眼鏡後,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,整個行業的核心技術已經迎來新的突破。

以AR為例,顯示與光學是影響AR眼鏡使用者體驗最核心的兩項關鍵技術。

在目前AR硬體的主流顯示技術當中,MicroLED效果最佳,難度系數也最高。效果最佳,是因為MicroLED由LED陣列高密度內建,像素點間距僅10微米,不僅能讓裝置輕便、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。

難度系數高,則是由于AR産品新增了尺寸要求高、紅光效率低、難以全彩等技術難題。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。

光學技術也類似。在AR眼鏡采用的三種主流光學方案中,光波導技術性能最出色,但量産難度也最高。

光波導技術是讓光線在波導中來回折射,再将光傳輸到眼睛前方、形成遠處的虛像,使用者最終看到的是一個透明鏡片透射出來的圖像。該技術能讓AR眼鏡輕薄,大幅縮減體積和重量。廠商設計AR眼鏡時,無需将顯示屏和成像系統放在眼前,而是可以分布至眼鏡架、額頭頂等其他部位,不僅提高外界光線的穿透率,使用者佩戴起來也更舒适。

然而,光波導面臨更高的技術難度。首先,傳輸效率低,隻有20%左右。這就導緻光機光源亮度要求極高,但又與體積小、功耗低的要求形成沖突。其次,容易産生亮度不均、彩虹紋等諸多問題。

正因為MicroLED+光波導在技術上面臨重重困難,無論是國内還是海外釋出的産品,絕大多數都無法滿足佩戴輕薄、高亮全彩等要求,要麼體型笨重,要麼隻能實作單目單色。

困擾AR行業多年的技術難題,如何被一家新公司攻破

但是行業的技術瓶頸,還是被突破了。2021年10月,行業首款雙目全彩 MicroLED全息光波導眼鏡——雷鳥智能眼鏡先鋒版正式釋出,這也正是本次CES上展出的LEINIAO AR的國内版本。除了文章開頭提到的多項技術創新性之外,這款眼鏡還具備足夠強大的場景優勢,未來将陸續上線資訊提示、拍照分享、拍照翻譯、智聯控制、多屏呈現、實景翻譯、車鏡關聯等功能。

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沖突。其采用雙1080p MicroOLED面闆和偏振BirdBath光學技術,實作4米距離140 英寸等效大屏,支援 2D、3D 觀影。産品帶标準版前擋鏡片僅75 克,為相同形态業内最輕,該款眼鏡在展會期間還榮獲了權威機構IDG頒發的“最具創新産品獎”。

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作為一家去年才成立的新公司,雷鳥創新何以擁有如此大的能量?

02

厚積薄發

從來沒有随随便便的成功,對技術創新來說更是如此。雷鳥創新看似橫空出世,實則也是厚積薄發。

實際上,雷鳥創新團隊在半導體顯示、人機互動、AIxIoT 以及軟體、内容、使用者場景、營運、全球化等領域均有深厚的沉澱。而且早在三年前,雷鳥創新技術團隊便開始從事AR相關領域的技術研發,在AR行業具備足夠的先發優勢。

不僅如此,在整個研發過程中,雷鳥創新技術團隊不畏困難,勇于突破。以雷鳥智能眼鏡先鋒版為例,為翻越光波導這座大山,雷鳥團隊用時三年,聯合顯示光學專家一同摸索、試驗,最終實作自研光波耦合分析和優化算法的突破。在光波導技術的研發中,微軟等業内玩家使用的是多層波導技術的妥協方案,但雷鳥創新選了另外一條更難的道路,那就是在單層光栅的基礎上,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,雷鳥創新這樣另辟蹊徑,成功讓此前困擾行業已久的大角度光線也能實作波導傳輸,進而解決衍射波導方案的視場角問題,極大地突破光波導工藝的技術瓶頸。

雖然市面上不乏采用MicroLED+光波導方案的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在内的AR硬體均隻能發綠色光。

為了讓AR眼鏡的彩色成像效果更優秀,雷鳥在光波導與MicroLED的基礎上,經過多年的研發實驗,打造全彩微顯示引擎,對亮度、色彩、産品能耗進行高度平衡,最終實作全彩MicroLED與單層超薄全息光波導的結合,這才有了業内首款雙目全彩MicroLED全息光波導AR眼鏡。

另外,市面上AR産品大多十分沉重。為實作佩戴舒适,雷鳥團隊從理論研究到反複打樣,經過反複實驗,最終找到可行方案,将整體重量控制在60克左右。

目前,雷鳥的AR新品研發以銷售一代、準備一代、預研一代的速度不斷向前推進。

也正因為對行業技術瓶頸的突破和迅猛的産品研發速度,雷鳥創新在第三方機構的評選中多次獲獎: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”。在今年的CES上,由雷鳥創新研發的NXTWEAR AIR榮獲IDG“最具創新産品獎”。

寫在最後

進入21世紀以來,資訊技術以十年為時間周期,不斷疊代社會的形态和人們的生活。

第一個十年,PC網際網路改變了人們擷取資訊、閱讀新聞、查找資料、聯絡關系的方式;第二個十年,智能手機和移動網際網路讓人們的社交、購物、娛樂等生活的方方面面變得更友善快捷。

而下一個十年,伴随着元宇宙的進化,VR/AR、5G、AI等技術的演進,人們将進入一個與現實平行的虛拟世界,各類生活、工作、娛樂場景将進一步數字化。這勢必将進一步推動虛拟現實産業的疊代更新,VR/AR領域也将迎來更快速的發展,屬于雷鳥創新等行業創新者的故事,其實也才剛剛開始。

*以上内容不構成投資建議,不代表華爾街見聞觀點,請獨立判斷和決策。

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