小海按：在元宇宙到來之前，首先需要的是一個能夠讓用戶真正進入數字世界的硬件終端。
不論 AR 還是 VR，今天在顯示、計算和交互上還有大量的痛點問題需要解決。
作者 | 王君輝、鄭玥
編輯 | 鄭玄
2021 年下半年，以 VR 頭顯銷量破千萬成為關鍵節點，開始突破「硬件賣不出去——做內容不賺錢——缺少好內容更沒人買硬件」的負面循環。
就像先有電腦才有互聯網，在元宇宙到來之前，首先需要的是一個能夠讓用戶真正進入數字世界的硬件終端。
今天來看，以 VR 頭顯《XR 頭顯》和 AR 眼鏡為代表的近眼顯示終端《Near-eye displays，NEDs》最有可能成為元宇宙時代的第一個通用硬件終端。
這兩個終端分別對應不同的用戶使用場景，其中 VR 頭顯對應桌面級場景《今天主流設備是 PC》，AR 眼鏡則對應移動場景《今天主流設備是智能手機》。
盡管兩者都在 2014 年前後起步，但 VR 頭顯成熟更快，2021 年突破千萬級門檻後，業內普遍認為 VR 已經出現第一個真正意義上的通用消費級終端《以 Oculus Quest 為代表》。
相比之下，AR 設備雖然在 2022 年有了較大的進展，出現了第一代真正面向 C 端用戶的消費級 AR 眼鏡。
但受算力、功耗、顯示和光學技術等方面的制約，功能上隻能滿足特定消費場景的需求，距離通用級終端出現的時間點，還有至少 5-10 年。
二者技術上有很多相似之處，決定性的區別是產品體積帶來的制造難度。
AR 眼鏡的承重主要在鼻梁，理想的產品重量需要控制在 70g 以內《iPhone 的 1/3》。
而承重在整個頭部的 VR 頭顯，今天 500g 的重量《PICO 4 重 596g、Quest 2 重 503g》就已經有較好的用戶體驗。
AR 眼鏡：消費級元年
根據使用場景，AR 眼鏡可以分為 ToB 的工業級和 ToC 的消費級，消費級 AR 眼鏡又可以細分為面向特定使用場景的非通用級和通用級 AR 眼鏡。
AR 眼鏡分類——極客公園
三種產品的技術難度依次遞升，今天 AR 行業的基本共識是：2022 年是消費級 AR 眼鏡的元年，但距離真正有機會取代手機的通用消費級 AR 眼鏡出現則需要至少 5-10 年。
過去：「失敗」的生產力工具
Google Glass 是近代 AR 眼鏡的開端，對於這個售價 1500 美元的產品，谷歌最初的定位是消費級但不論是硬件技術還是內容應用，當時的條件遠未成熟。
2015 年，Google 宣佈放棄 Google Glass 項目。
Google 的失敗啟發了後來者，比如微軟於 2015 年 1 月推出的第一代 HoloLens，就將目標用戶定位為企業用戶。
然而從結果來看，過去 6 年 AR 眼鏡作為生產力工具並不算成功。
2016-2023 年 AR 眼鏡出貨量
數據來源：陀螺研究院，光大證券研究所
AR 眼鏡遇到的問題是：作為生產力工具，其在軍事、設計、維修、辦公協同等領域發揮出了一定的價值，但都算不上是革命性的提升。
現在：滿足特定場景的「功能機」
2022 年 8-10 月，在一年中的消費電子產品發佈旺季，僅國內市場就有超過 10 款消費級 AR 眼鏡發佈。
2022 年 AR 產品發佈統計
數據來源：互聯網整理
這些 AR 眼鏡可以歸成兩大類，一類是 Nreal、雷鳥、Rokid 為代表的更偏娛樂應用的產品，更直接點就是「觀影神器」；還有一類是 OPPO、亮亮視野、光粒科技、李未可等，產品定位是在翻譯、運動、導航等一些特定場景做工具。
目前給予光波導技術的發展，價格大幅降低、顯示效果大幅提升，AR 眼鏡開始邁入消費市場。
但要注意的是，今天受到顯示技術、算力的限制，一名消費者能接受的重量的智能眼鏡，依然遠不足以滿足多個場景復合使用。
對此主機廠的做法是：強化某幾個場景的功能，針對特定問題做特定解。
今天比較典型的使用場景有聽障翻譯、戶外運動和地圖導航等。
未來：從手機配件，到「幹掉」手機
從 ToB 到 ToC，2022 年 AR 完成了一個重要的裡程碑。
而下一個目標，則是成為一個通用級平臺。
這件事情最大的難點，在於智能眼鏡的重量《80g》隻有普通智能手機的 1/2 甚至 1/3，卻要裝進復雜程度堪比甚至超過最先進的 iPhone 的屏幕、光學模組、芯片、傳感器等電子元器件。
這裡的挑戰遠不止工業設計，屏幕技術、光學技術、芯片技術、電池技術等都需要全面升級。
今天，一部分 AR 主機廠商選擇針對固定場景進行優化。
另一種思路是手機+眼鏡的模式。
高通驍龍 XR2 無線智能眼鏡參考設計。
圖片來源：高通官網
在這個過程中會有一個非常重要的機會：定義 AR 眼鏡的交互范式，就像當年喬佈斯在 iPhone 上做的那樣。
誰能成為這個定義者？
VR 頭顯：跨過千萬門檻後，走向何方？
對於硬件和內容，經常有人類比經典的哲學問題「先有雞還是先有蛋」。
但「先有硬件還是先有內容」是有答案的——PC 和智能手機的發展歷程都能證明，硬件和交互范式先定下，才會有內容的爆發，才會進一步迎來生態的繁榮。
隨著 2021 年 Oculus Quest 成為第一個達到千萬級年銷量門檻的 VR 硬件，大家相信，今天 VR《XR》已經跨過普通消費者能接受的最低門檻，第一代真正意義上的通用級設備已經出現或者非常接近出現，這意味著人類前往元宇宙的第一個硬件入口已經出現雛形。
2019 年 5 月 Quest 橫空出世，大大降低了用戶的使用門檻，一方面是價格更便宜且用戶無需高配置電腦；另一方面，不需要在外部設置相機、插一堆線纜並反復調試。
經過迭代，VR 頭顯進入全新時代。
值得注意的是：業內也有觀點認為，Quest 的體積依然過大，算不上是真正的「iPhone1」。
NOLO VR 創始人張道寧認為，「今天 Quest 積累的用戶不是紮克伯格說的 10 億《普通消費者》中的 1000 萬，而是 3000 萬《重度遊戲用戶》的 1000 萬。
」
2020 年-2022 年 Q3 海外 VR 頭顯出貨量
數據來源：Wellsenn XR
對於 VR 硬件，一個非常典型的誤區是：很多人認為做硬件就是做主機廠，現在這已經是 Meta、PICO 和蘋果等幾家大廠的遊戲。
實際上真正決定產業走向的，不隻是幾家大廠，而是整個產業鏈的技術發展，我們梳理出四個主要的技術趨勢：交互，顯示、計算和 MR。
交互：基礎架構已定，等待超級應用
2022 年 8 月，紮克伯格稱，VR 本質上要解決的是「臨場感《presence》」的問題，要做到不論實際上人在哪裡，都能在虛擬世界裡感覺就像和另一個人待在一起一樣。
解決這個問題，需要讓計算機理解用戶的動作，並給出足以欺騙身體各個感官的反饋信號，也就是人機交互。
首先，手是人類與自然世界交互的基礎。
VR 中手的交互方式有兩種，第一是手勢識別《裸手交互》，第二是用手柄交互。
經過開發者和消費者幾年的自然選擇，今天手柄+鐳射點選取的方案已經成為 Quest 的最主要交互方式。
接下來更多交互會加入 VR 交互系統，提升臨場感。
在 2022 年發佈的 Quest Pro、PICO 4 等新一代 VR 頭顯上，面部追蹤《眼球追蹤》和全身捕捉是新解鎖的兩大交互技術。
眼部追蹤和面部捕捉，2022 年已經開始集成到最前沿的 VR 頭顯產品，包括 PICO 4 Pro 和 Quest Pro 等。
根據國內眼球追蹤技術供應商七鑫易維的數據，2022 年眼追在 VR 硬件的滲透率不到 5%，但預計未來 2 年將會加速提升，達到主流產品的 80% 以上。
眼追和面追的引入，將帶來大量的應用機會。
如：
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面部表情實時映射
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註視點渲染
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輕交互
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虹膜識別
此外，全身動作識別也是一個值得期待的交互技術。
2022 年的新品，Meta 和 PICO 均已展示了在增加少量可穿戴傳感器的情況下，實現全身動作捕捉的解決方案。
Meta 和 PICO 都將健身和運動類內容視作全身捕捉一個重要的落地場景。
低成本全身捕捉有機會進一步降低虛擬人門檻，會加快虛擬人應用在 VR 直播、VR 辦公等場景下的落地。
VR 顯示：更輕薄，更清晰
佩戴體驗依然是今天 VR 最核心的短板，對於 VR 顯示技術的發展方向，PICO 總裁周宏偉曾經總結為兩個「qing」：更輕薄，更清晰。
輕薄和清晰由 VR 顯示系統決定，主要由光學模組和顯示面板兩部分組成。
光學模組的存在，是 VR 的顯示系統與 PC、智能手機的最大不同點。
VR 顯示的原理簡單來說就是用放大鏡《光學模組》看電子屏幕，從而擴大視場角制造沉浸感。
傳統菲涅爾透鏡和 Pancake 透鏡厚度對比
圖片來源：量子位
VR 光學經歷了非球面透鏡、菲涅爾透鏡和 Pancake 方案三個階段。
目前采用的最佳方案是 Pancake，其方案原理是將光線進行多次折疊，使其比采用菲涅爾透鏡時更加輕薄，縮減了 VR 設備的體積與重量。
但 Pancake 依然有痛點。
一方面折疊光路帶來光損，意味著功耗更大，另一方面復雜工藝導致良率較低，成本較高。
目前市面上普遍使用的 2P 方案的供應成本為 300-400 元，是工藝成熟的菲涅爾透鏡的 20 倍以上。
顯示面板的升級也來到了第三階段。
從 2022 年開始，提升產品的顯示效果就成為重要任務，包括增強 VR 顯示面板的分辨率、色彩飽和度、響應速度等。
VR 顯示面板的三個發展階段
圖片來源：極客公園
算力：終端不夠，雲端來湊
2019 年底發佈的高通驍龍 XR2 依然是目前全球 VR 一體機市場的主力芯片，包括 Quest 2、PICO 4、奇遇 Dream Pro 和 YVR 2 等均使用驍龍 XR2 芯片作為核心終端處理平臺。
2022 年 10 月，高通推出最新旗艦 XR 平臺——第一代驍龍 XR2+ 平臺《驍龍 XR2+Gen1》。
新平臺優化了功耗和熱性能，這使得該平臺能夠在不犧牲終端外形設計的情況下，更多地賦能全感官交互，比如在元宇宙中創建栩栩如生的表情。
Meta Quest Pro 是第一款使用驍龍 XR2+Gen1 的產品，此外根據高通的消息，多家 OEM 廠商已計劃推出搭載驍龍 XR2+ 平臺的商用終端。
國內廠商也在發力，全志科技、瑞芯微、聯發科等都在加速佈局 XR 芯片的研發。
盡管芯片公司還在努力提升終端處理器的性能，但從趨勢上看，將更多計算處理放在雲端的端雲混合協同，可能是 XR 頭顯更長期的技術架構。
這種基於 5G 傳輸的端雲混合架構，可以讓 XR 設備不再受限於傳統散熱、功率和外形等方面的限制，而是可以利用智能網聯邊緣的算力，面向大型負載場景打造不受線纜束縛的沉浸式體驗。
MR：未來三年最重要的機會
在 Quest Pro 上，Meta 確實做到了更多。
低於 10ms 時延的全彩立體視頻透視《Video See Through，簡稱 VST》，讓 VST 不再隻是 VR 頭顯觀察外界的一個雞肋輔助功能，而是成為了一個真正意義上的 MR 混合現實功能。
Quest Pro 的 3D 全彩透視
圖片來源：NathieVR
從 Meta 的演示以及國內外媒體流出的體驗視頻來看，由於透視是完全 3D 的，Quest Pro 的 MR 模式下，虛擬物體能夠很好的和真實世界融合在一起。
當然目前這項技術仍處於早期，還有不少的問題，比如清晰度和續航，不過有高通底層的支持，業內普遍認為，未來 1-2 年，全彩 See Through 也就是 MR，將成為 XR 頭顯的標配功能。
這件事的挑戰在於：整個行業需要學會如何使用 MR 技術，並做出殺手級的應用。
Meta 給出的核心使用場景是辦公，以及 VR 健身，但很顯然開發者和主機廠需要找到更多的應用場景。
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