AR眼镜12年之变,为何是Micro LED?

AR眼镜12年之变,为何是Micro LED?
2024年10月30日 14:31 行家talk

来源:行家talk

以一副轻巧的眼镜,获得日常穿搭、生活信息……透过现实世界窥探背后的路线,这不是科幻小说的情节,而是AR技术所承诺的未来。自2012年Google Glass问世以来,这款革命性的产品开启了一个全新的技术时代。

HoloLens、Magic Leap等明星产品在工业场景中展现了巨大的潜力,激发了市场对于消费级AR的无限遐想。然而却未能真正走进公众市场,成为普通用户日常生活中的一部分。

那么时至今日,AR眼镜进入了怎样的阶段?要走进消费级市场,目前还需要什么?

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目前,市场上的AR设备,要么过于笨重,难以满足日常佩戴的舒适性要求;要么在外观设计上过于突兀,难以融入人们的日常生活。

这些挑战,使得AR在消费领域的普及显得步履蹒跚。随着技术的不断进步,轻量化设计的理念逐渐成为行业共识,我们看到了消费级AR设备从“头盔”向“眼镜”形态的转变,而这也预示着一个全新的、更自然、更便捷的AR体验时代即将到来。

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消费级AR天生要“轻”

从“人因”佩戴角度来看,消费级AR天生要具备“轻”的属性。作为可穿戴设备,AR眼镜面临着比智能手机更为严峻的挑战:

1, 外观设计:要自然、美观,能够融入日常穿搭;

2, 重量:必须轻便,佩戴感应接近太阳镜/近视眼镜;

3, 舒适性:在保证长时间佩戴的舒适性;

4, 显示性能:还要具备极佳的显示性能等。

Even Realities G1,图源:Even RealitesEven Realities G1,图源:Even Realites

这些看似平常的要求,实际上代表了消费级AR长期以来难以逾越的技术鸿沟。而克服这些挑战的关键,就在于——轻量化。

Google Glass,图源:GoogleGoogle Glass,图源:Google

回顾AR眼镜的发展历程,我们可以清晰地看到轻量化的重要性。作为近代AR眼镜的鼻祖,Google Glass虽然在造型和价格等方面饱受争议,但其在轻量化方面的努力值得肯定。

通过采用单目棱镜方案,Google Glass将整体重量控制在了36g,这是一个绝大多数人都能接受的水平。它为我们树立了一个重要标准:消费级AR设备必须考虑人的“佩戴感受”。

然而,在Google Glass之后的一段时间里,AR设备的发展却和这一标准背道而驰。市场上涌现出了一批“头盔式”AR设备,如Daqri、Meta One、HoloLens和Magic Leap等。

这些产品虽然在功能上更为丰富,集成度更高,但其重量和尺寸与VR头显无异,完全无法满足日常穿戴需求。

Magic Leap One,图源:Magic LeapMagic Leap One,图源:Magic Leap

以Magic Leap One为例,这款产品在发布之初瞄准的是大众消费市场,但由于其笨重的形态和有限的用户体验,产品发售仅1年时间便不得不将目标转向企业市场。

抛开功能层面带来的新鲜感,这一案例也生动的说明一个至今也无法摆脱的事实:消费者无法接受一款头盔形态的AR产品,无论其功能多么强大。

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AR从“头盔”向“眼镜”形态的演进

近年来,AR终端厂商在轻量化上做了众多的尝试,产品形态百花齐放,一个明显的趋势就是AR产品从“头盔”向“眼镜”形态完成转变。其中,显示与光学方案的选择,对AR产品形态起到决定性作用。

HoloLens 1,图源:MicrosoftHoloLens 1,图源:Microsoft

2015年发布HoloLens 1特点是集成度更高,并采用All In One的一体机模式,内置算力、电源、大量传感器等等,可独立工作,如此高集成度只能打造成头盔式形态。这一设计也影响着之后的创业公司,包括影创HALO等产品,以至于现阶段很多toB类AR产品仍采用头盔方案。

Meta 2,图源:Meta View, Inc.Meta 2,图源:Meta View, Inc.

比如,Meta 2通过更成熟LCD面板+离轴光学方案,进一步降低成本;还有同类型的联想Mirage AR,它的特点是巧妙的利用了手机屏幕作为图像源,头盔是一个分体式AR,类似于早期的VR手机盒子模式。

不难发现,离轴光学方案虽然成本更低,通常也具有更大FOV,然而代价就是模组和整机的体积也就更大,这和轻量化的诉求背道而驰。

ODG R8,图源:ODGODG R8,图源:ODG

与此同时,市场仍在AR轻量化上进行不断探索,这其中主要分为两大类:一个是以爱普生BT系列为主的自由曲面棱镜产品;另一个是以ODG为首的Birdbath方案,也是目前我们看到的包括雷鸟创新、Rokid、Xreal等采用的同类方案。相比HoloLens和Magic Leap,造型方面这两类方案向着和日常佩戴的眼镜更近了一步,大众接受度也更高。

即便如此,自由曲面和Birdbath产品仍然无法作为日常佩戴产品去使用,尤其是Birdbath的透光率非常低,户外几乎无法使用。虽然在体积和重量上取得了阶段性突破,但用户仍然是在有使用需求时才会去佩戴,这一点和头盔产品没有区别。

同样有公司认识到这一点。2018年,包括Intel Vaunt、North Focals两款产品均在“产品形态”上实现进一步突破,首先,外形和日常眼镜非常接近;其次,50-60g的重量属于可以接受的范围。整体看上去很不错,然而受限于产品成熟度和体验、成本等因素,并未得到大规模应用。

MicroLED轻量化AR眼镜MicroLED轻量化AR眼镜

彼时,包括OPPO Air Glass 2、Vuzix Shield等更多基于光波导方案的AR眼镜不断亮相,这些产品充分利用了光波导轻薄的特性,开启了新一轮轻量化AR浪潮。

近几年的AR眼镜可以做到外形和日常眼镜形态无异,产品成熟度更高,渗透率在逐渐攀升,包括今年新发布的Even Realities G1、星纪魅族StarV Air2等。根据IDC数据显示,2024年上半年国内AR(Augmented Reality)&ER(Extended Reality)市场2024年上半年,国内AR、ER市场出货同比增长79.2%。

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MicroLED光引擎:为全天候AR而生

之所以光波导能在这一轮中胜出,还与其搭配的微显示方案密不可分。此前光波导方案主要和LCoS、DLP光引擎组合搭配,这两类光引擎体积通常大于1cc,功耗也更高,难以支撑轻量化的AR眼镜需求。

MicroLED微显示方案,得益于高精度集成电路的特性,优势是:亮度高、尺寸小、功耗低,这些特性与轻量化、全天候AR眼镜极为契合。

Even Realities G1,图源:Even Realites

尤其是尺寸方面,MicroLED光引擎的体积可以做到0.4cc以内,而LCoS体积通常在1-2cc,DLP体积更多在2cc以上,对比非常明显。光引擎通常位于眼镜的转轴处,简单理解就是:光引擎的体积大小决定着AR眼镜的美观性,体积越小、转轴则越小,看起来更自然、更美观,反之则亦然。

众多终端厂商敏锐的察觉到了这一趋势,并逐渐认识到MicroLED+衍射光波导方案在消费级AR市场的可行性,包括OPPO、小米、星纪魅族、雷鸟创新、努比亚等品牌先后推出MicroLED方案的AR智能眼镜产品。

蜂鸟Micro LED光引擎,图源:JBD蜂鸟Micro LED光引擎,图源:JBD

值得注意的是,当前市面上MicroLED方案的AR眼镜,几乎都来自于JBD。据了解,JBD已量产:蜂鸟(彩色)、蜂鸟Mini(单色)两个系列的MicroLED光引擎,其中Mini系列目前已有两代产品,蜂鸟MiniⅡ体积只有0.15cc,今年9月发布的星纪魅族StartV Air2就是用的这款产品。另外,海外大厂的轻薄型AR眼镜,均不约而同采用JBD的MicroLED光引擎。

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最强AI载体,AI+AR潜力无限

随着AI大模型和相关生态的壮大,包括ChatGPT、Claude、豆包、Kimi等等AI应用也逐渐渗透到人们的日常生活和工作中来,它不仅可以帮你整理会议纪要,提供创意,总结文案等,完全可以充当是你的个人助理。

随着AI应用越来越好用、易用,人们也越来越离不开AI。

AI硬件:AI Pin、Rabbit R1、Even Realities G1AI硬件:AI Pin、Rabbit R1、Even Realities G1

在AI盛行的背景下,也诞生了不同型态的AI硬件,尤其是胸针式、手持式的产品在最近一年多热度极高。但随着产品推向市场后,因为它们在使用方式上的局限,并未得到消费者的买单,热度骤减。

相比于手持或胸针式AI硬件,AI+AR眼镜的结合更被行业看好。原因在于:胸针式产品需要手动触发激活,显示需要投影在手中,而手持式产品同样离不开手去触摸、滑动等操作;而眼镜的交互既能通过语音解放双手,又能直观、自然的将视觉信息呈现在眼前。

星纪魅族StarV Air2,图源:星纪魅族星纪魅族StarV Air2,图源:星纪魅族

人类在与世间万物感知和交互的过程中,通过视觉接收的信息超过80%,而AR眼镜+AI多模态大模型,可以将图文视频等视觉信息和声音信息充分结合,为用户提供更符合人类生活习惯的信息获取方式。

简而言之,AI+AR为用户带来了前所未有的便捷和效率,无论是在会议纪要,待办等个人助理,还是日常生活中的辅助决策等方面,甚至AI伴侣等方面,都展现出巨大的潜力。

以轻量化设计和全天候佩戴的便利性为基础,以自然的语音+视觉交互为用户实时AI交互,不仅佩戴体验极为接近日常的近视镜,也可实现高效率免提AI体验。因此,基于人类交互逻辑,AR智能眼镜被业内看作是最佳的AI载体。

总结:从Google Glass的初探,到众多厂商的创新实践,我们见证了AR技术从“头盔”到“眼镜”的华丽转变。如今,MicroLED光引擎在体积、重量、功耗上的突破,让全天候、轻量化的AR眼镜触手可及,将电影中的科幻场景变为现实。

同时,AI技术的融合赋予了轻量化AR眼镜更强大的力量,使其成为AI的理想载体。随着技术的持续进步,这些眼镜不仅将成为我们日常生活的标配,更将作为现实与数字世界的桥梁,引领我们迈入一个全新的智能交互时代。

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