华为悄悄入局AR，实力如何？

注册真真难 · 发表于 2022-12-15 14:19:20

本文来自微信公众号：AR研究媛（ID：ar-supergirl），作者：Jeff，编辑：研究媛，原文标题：《试水之作 Vision Glass ，华为悄悄入局AR》，头图来自：视觉中国
一、AR眼镜基本现状

AR眼镜能极大地增强我们的视觉感官和能力，创造自然界没有的直观深度信息，被看好可以取代智能手机和各类穿戴式设备，甚至完成消费电子“大一统”。但是AR眼镜受限于基础技术，当下切入是不是好的时间点。起码巨头还在犹豫踟蹰。
20年前开始做Tesla电动汽车，还是10年前、或者5年前做，太早或太晚结果会截然不同，这中间是关键性的SLAM软硬件走向成熟，AI芯片和各类神经网络算法真正堪用，积累量变到质变的节点。
同样的，iPhone 发布前诞生过iPod、iTouch、多点触控技术、web OS和Palm，在3G网络开始普及的时候，iPhone才真正迎来全球范围的市场爆发。
AR现在处于什么阶段？高调入局AR的吴德周，判断是“第一代iPhone诞生的前夜”。无债一身轻被的创业冥灯罗永浩，强调“AR就是下一代计算平台”，虽然硬件还差得远，在等待行业成熟商业化的这段时间，他们的软件团队会把一个消费级别的AR设备上所需要的全部内建软件，以及大量底层设计重构过的操作系统彻底写完。
但真相更可能是苦苦寻找消费电子增长点的厂商，都在翘首期盼苹果传言明年年底发布的AR眼镜，能开天辟地，再造下一个十年大繁荣的全新品类。AR当下的热潮，既不是to B，也不是to C，而是to VC。
眼下，AR眼镜从产品方案到厂商分布，都显得有些混乱。
产品上，技术极简的BirdBath方案眼镜，显示效果突出能用来移动观影和大屏沉浸游戏，在消费市场有一点点出货量。但是光波导才是真正高透光、轻薄达标、能做SLAM和虚实交互的方案，才算真正的AR。显示上的关键技术光波导，也分衍射光波导和阵列光波导两个还未盖棺定论的技术方向。
厂商方面，国内国外精准计算投入产出比的消费电子巨头，都没有投入多少资源做AR，因为AR只有在工业制造、远程培训、国防装备等特定的应用场景有用，to B做不了标准化成不了规模，to C的AR眼镜，连一个正常的双目全彩显示都非常难，还不论算力、交互、续航、体积和重量等达到消费市场的最低标准。除了to B的几家老公司，真正把消费市场AR眼镜当回事的，也只有国内Nreal、雷鸟创新、影目、Rokid这样的创业公司。
微软、苹果等有雄心壮志的厂商，过去十年更多的是买买买各类AR关键技术和组件的新兴创业公司，做专利和技术储备。
二、华为发布的Vision Glass，是一个什么形态产品？

华为在12月9日正式发布的Vision Glass 智能观影眼镜，其实就是BirdBath（简称BB）方案的AR眼镜，它并不算真正的AR，而是一个过渡方案。
知乎有一篇科普文章《自由曲面式AR眼镜/头戴式显示器（Rokid Air）评测》，把它的原理讲得很清楚：

AR的光学方案有好几种，Rokid Air用的，主要是micro OLED+自由曲面（Birdbath光学）方案。原理比较简单，眼镜上面一个小屏（现阶段一般是Mirco OLED）向下照射，前方一个反射镜片，把光反射向人眼。这个反射镜有经过设计的曲面，可以起到类似VR镜片的作用，把实际距离眼睛很近的画面拉远，避免人眼无法聚焦。为了反光，镜片上涂有特殊偏振涂层，会遮住现实中的光线（大概-75%左右），因此这种VR眼镜实际上更接近墨镜，而不是透明的“眼镜”。由于分辨率、尺寸、亮度、耗电都非常合适Mirco OLED量产，这种BB光学眼镜分辨率清晰度上去了，瞬间变得实用起来。

场景建模、信息标注、虚实交互，理想中AR眼镜强大无比。现实里标准的全功能AR眼镜Hololens诞生后，微软非常有自知之明，体积、重量、发热受限于基础技术，优化空间有限，屏幕花花绿绿偏色严重，续航更崩。之前AR眼镜只在B端有单，工业应用、远程培训、战场单兵作战，追求功能性胜过基础体验，并不需要高频使用；追求部分场景，而不是囊括全部场景，才堪用。
偏偏是之前几乎被淘汰的、不算标准AR的BB（BirdBath简称）方案，摸到了一点点消费市场门槛。Micro OLED+Birdbath方案的AR眼镜，被雷鸟创新、Nreal、Rokid 三家统称为“消费级AR眼镜”，后缀也均命名为“Air”。它能以一幅正常太阳镜的体积和重量放在口袋里，戴上去，瞬间无中生有呈现一幅“大屏”。

“大屏”有多大，一般以等效4米的投屏尺寸来衡量，最大的雷鸟Air ，等效140英寸。Nreal、雷鸟Air 1S为130英寸，Rokid和华为则为120英寸。厂商也经常以“口袋巨幕”来形容产品特点。
以一副眼镜作为显示载体，现实中的移动场景，高铁、飞机、地铁、公交上各种狭小的密闭空间，显示变得不受限。同样，因为眼镜正常戴在眼前，身体姿势可以更自由，躺、坐、半卧、站直，都不影响。
光线合适的时候，消费级AR眼镜能大致看清外界。因为反射涂层，抵消了大约75%的入眼光，它其实并不方便出街，更适合相对静态的使用场景。
眼前纯粹虚拟的灵活大幅画面，找到了躺卧观影、办公、游戏的场景，B站“懒人神器”的评测标题，基本上概括清楚了它的特点。
BB方案的AR眼镜，来自易观分析发布的今年三季度国内消费级AR眼镜（电商）市场份额报告，销量达数万台。其中，Nreal以34.5%的市场份额位列第一，雷鸟创新和Rokid分别以28.6%、24.4%的市场份额位列第二和第三，米家AR眼镜以8.5%的市占率排在第四，米家之后为占比4%的INMO。

就像开头所说的，iPhone诞生前依次出现了iPod、iTouch和Palm PDA，BB方案眼镜在AR大潮中处于什么位置？今年增长最快的雷鸟创新，CEO李宏伟接受媒体采访时提出过一个AR产品金字塔模型。
最下层是不具备太多智能功能的眼镜。
往上的第二层主要分为两个路线：一种基于Birdbath技术，第二种基于光波导，产品功能都是以显示为主。基于BB的显示画面很好，分辨率高，产品形态比较像墨镜，主要用于观影、游戏、办公；基于光波导的产品形态会更像眼镜，但是显示效果不太好，主要用作信息提醒。
第三层是前面两个路线各自加上AR功能，二者是相互并行的关系。Birdbath + AR的特点是显示效果好，但是比较难做虚拟现实的融合，这是技术特点决定的；光波导+AR的出发点是先看到一个现实世界，然后在现实上叠加一些东西，因为光波导的状态可以很好平衡显示和透视。
换言之，BB+AR基本上是一条死胡同。BB是消费市场盛宴开启前的甜点，光波导才是正餐。
以BB方案为代表的消费级AR眼镜，目前只是一个非常轻便的眼镜投屏器，它能称之为AR仅仅是因为可以部分透光，能看到现实画面中虚拟了一块大屏幕。它“极简”了正统AR眼镜的计算、存储、渲染、交互、基础SLAM功能的传感装置。
三、华为Vision Glass，产品方案和实力如何？

BB方案消费级AR眼镜，看似简单，即使经过“产品极简”原理不难，也是“索尼小屏”达到成熟后才真正堪用。
2019年Sony发布的MicroOLED屏，亮度提升了近10倍，达到3000cd/㎡，这就让光能利用率很低（10%~25%）的BB光学方案起死回生，在原来只有300-500cd/㎡亮度MicroOLED的时候，BB方案的入眼亮度只有30-50 cd/㎡，提升后显示效果明显提升。

而BB眼镜好不好，广告评测吹的天花乱坠，你只要看FOV（视场角）、eyebox面积、镜头MTF值、投屏尺寸、出瞳距离，就知道几斤几两了。
FOV、eyebox面积、镜头MTF和投屏尺寸依次是最难做好、也最重要的关键指标，它们互相制约。
比如MTF值，画面上消除畸变和色差（尤其在画面边缘），是直接影响画面观感的关键差异。

屏幕不同位置，画面畸变和色彩差异

比如eyebox。在B站一档播放量达到22.8万的评测视频中，主持人提到，“Rokid的问题，视野中清晰的范围非常小，只要轻轻一移动，那边上的画面可能彻底就没了”。

佩戴Rokid Air ，眼睛观察超出EyeBox范围后的景象

“在AR设备中，Eyebox直接影响着你能够看到清晰虚拟图像的范围大小，直接的说它就决定着你日常佩戴AR眼镜的灵活度，假如Eyebox太小，稍微动一下AR设备你看到的虚拟内容就会不完整，极大降低用户体验。”

BB方案眼镜关键指标示意图
s代表平面光学表面的宽度，b代表eyebox，r代表出瞳距离，而v代表FOV 。s=b+2 r tan(v/2)
“这些关键指标相互联系和相互制约，提高一项将意味着牺牲另一项，比如在提高FOV的同时，就容易造成更大的光机体积和更小的eyebox。而小型光学模组若想实现大FOV、大eyebox则极具挑战，而且大eyebox需要更多光线才能实现自然的亮度，这要求更强大的光源或更高的光效。”
换句话说，要做大EyeBox面积，不仅要提高光效率达到同等入眼亮度，FOV还会变小。
而做大FOV视场角又会缩小EyeBox，还会扩张屏幕光机体积，导致眼镜整体重量和体积失控。
还有，把镜头MTF值做好，控制畸变和色差，消除各类炫光、外部内部杂散光，其设计整个光学模组的难度，类似单反镜头。
所以，同时把FOV、EyeBox、投屏尺寸做大，控制好镜头MTF值，还是很要求技术含量的。
基本确认，华为Vision Glass 用了类似Rokid Air 的公版光机方案，并不像雷鸟创新和Nreal 那样深度自研和定制开发。

来自惠牛科技官网

现在没有SLAM、多种传感器、算力芯片和电池的BirdBath眼镜，技术上已经足够极简了，华为竟然还做不了唯一有技术含量的光学模组深度自研。
用过Rokid Air的同学应该知道，这来自供应商惠牛科技的公版光机，eyebox面积小的可以，眼镜稍微动一下，画面就看不了。至于屈光度调节，个人猜测是出瞳距离太小，没法“容纳”佩戴眼镜后正常画幅显示。而且这屈光度调节是调的画面，根本不是光学层面的近视眼镜那种精度，还调不了散光。
Rokid用惠牛公版的光机，只有120英寸的等效投屏，eyebox和出瞳距离对比雷鸟Air/Air1s、Nreal也很小。

华为Vision Glass，等效120英寸屏幕、41°视场角、0-500度屈光调节，相比2021年发布的Rokid Air，FOV居然还更小，可能也是做不好包含屏幕光机在内的整个光学模组，直接使用了供应商的公版方案。
相比之下，双11卖的最好的BB方案XR眼镜，雷鸟创新和Nreal两家，都是自己深度研发和定制的光学模组。这长期戴在眼睛上的东西，各项指标要求很挑剔。
来自媒体采访等第三方的说法，雷鸟创新脱胎自TCL电子孵化，TCL创新实验室有多年的光学研发积累，一直在前沿技术上探索。Nreal在行业扎根也是靠微机电和光学领域沉淀，创始人徐驰和他的团队都是这方面的顶尖专家，几年前AR眼镜刚亮相海外就惊艳了外媒和业内专家。
比如Nreal在它家的宣传页面上特别突出了“光学引擎”这一页，自研光学引擎“惊鸿锐影”2.0页面靠前，尤其强调。还有今年4月发布的雷鸟Air 1代，投屏尺寸140英寸（10月份雷鸟air 1S缩减到130英寸）、EyeBox 14*8mm 两项关键指标最大，并且雷鸟创新对外宣传实现光效最高的BirdBath，画面边缘畸变最小，抗反射效果最好。

来自Nreal 官网

至于屏幕，注意，AR眼镜上的Micro OLED屏幕跟我们正常消费电子设备上看到的OLED屏幕，完全不同！它是硅基OLED“微显屏”，之前主要出货在单反相机的VHF画幅取景器。
MicroOLED微显屏是将发光元件“种植”在硅芯片之上，而非玻璃基板，核心技术横跨半导体和OLED新型显示两大领域。硅基OLED能以一枚芯片的大小面积，实现1080P甚至更高的分辨率，像素密度可以达到3000 PPI以上。

来自索尼官网的硅基OLED和LTPS-OLED介绍

除了索尼，国内的视涯也大有来头，也是目前成熟Micro OLED微显屏的供应商，后者甚至在色彩、对比度、亮度方面显示素质更好，只是功耗和寿命有短板，可能是涉及到硅晶圆等半导体方面工艺不成熟，良品率较低。
所以，“小屏”现成的供应商是“二选一”，没什么好吹的。吹屏幕是索尼的，色彩和显示效果更好，纯粹忽悠外行人。因为Birdbath用的micro OLED屏幕，现在大规模量产能用的基本上索尼、视涯两家二选一，而且视涯的色彩、对比度、亮度更高，换句话说它的显示效果更好。现阶段大力宣传索尼屏就是在收智商税。
另一边，视涯显示效果更好但寿命、发热、良品率堪忧。OLED的寿命是大问题，OLED硅基基板上的驱动电路不行，背后可能视涯半导体制程工艺不过关。华为Vision Glass实现了90%DCI-P3色域（即120% sRGB），应该就是用了视涯的屏，可能半年后屏幕体验堪忧。
最后总结下，即使简单如BirdBath的投屏式“过渡AR眼镜”，也不是单纯拼方案就能做好的，FOV、EyeBox大小、镜头MTF值、投屏尺寸代表的整体光机设计，依然有门槛。华为Vision Glass 单纯从参数看，产品力堪忧，它大概率是不投入真正的研发资源和精力，仅仅作为试水市场的实验品和风口上匆忙赶工的备胎。
本文来自微信公众号：AR研究媛（ID：ar-supergirl），作者：Jeff，编辑：研究媛
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