智东西内参|起底VR/ 难点( 二 )
目前市场大部分AR厂商的操作系统主要是基于安卓做二次开发。但几家大型AR企业均在自研操作系统,如Hololens推出基于Windows的OS,Magic Leap则重新打造Lumin OS。总体看目前整体市场还没有出现完善的操作系统。
AR的下游应用还处在探索阶段,在C端还没有找到杀手级应用。目前大部分应用主要集中在目标识别,多用于行业解决方案。
AR的上游核心技术还并不成熟,诸多技术环节还在研发阶段。微显示:因为AR需要工作在外部环境,需要使用亮度很强的微显示产品。目前看Micro LED是最理想的解决方案。但目前Micro LED还处在技术攻克阶段,从衬底/外延材料、单片集成到驱动,目前都没有成熟的解决方案。
光学:目前主要方案有自由曲面、Birdbath、光波导的方案,目前看衍射光波导方案是未来主流方案。主芯片:目前行业主要使用高通晓龙8系列芯片,目前市场还没有专门为AR设备设计的主芯片。
文章插图
AR上游核心技术情况
AR行业经历高开低走,产品策略从C端转向B端。由于技术问题,面向C端市场的的Google Glass和Magic LeapOne等产品销量远不达预期,随后大部分厂商纷纷转向行业应用市场。 虽然进入短暂低谷期,但是仍是科技巨头未来重点方向。
Facebook苹果等科技公司正在加速开发面向消费者的增强现实(AR)眼镜。苹果从2006年开始申请了数百项有关AR的专利,还收购了10多家AR相关技术企业。Facebook于2017年首次宣布AR眼镜计划,之后接连申请了一系列AR技术相关专利。还正在研发AR眼镜搭配的腕带等产品。
二、VR上游,光学、显示技术不断革新VR具有三大重要参数:FOV、PDD和 Persistence。
1、 FOV:视场角在光学工程中又称视场,视场角的大小决定了视野范围。在VR设备中视场角是最为关键的参数,市场角的大小直接决定了VR设备的沉浸感。为了得到更好的效果,需要VR设备的FOV做到90°以上。
2、 PPD:与传统屏幕衡量分辨率不同,VR等近眼设备衡量屏幕清晰度使用角分辨率PPD。指视场角表示平均每1°夹角内填充的像素点的数量。对于头戴显示类产品,PPD 数值越大,就说明对细节的显示越精细。
3、 Persistence:余晖效应指人眼在观察景物时,光信号传人大脑神经,需经过一段短暂的时间,光的作用结束后,视觉形象并不立即消失,从而产生眩晕感。为了降低晕眩感,VR设备需要高刷新率来降低屏幕余晖。
【 智东西内参|起底VR/ 难点】光学器件和屏幕的性能决定了上述三大核心参数。
光学镜片起到了放大屏幕图像提供合适的FOV,其次是帮助人眼聚焦清晰的看到屏幕。是VR系统中最重要的零部件。目前主要厂商产品FOV可以达到90°- 110°左右,未来产品向着160°方向进展。
目前总体看,为了进一步使VR变得更加轻薄,厂商多会选择采用菲涅尔透镜而不是非球面镜。同时为了更好的成像,厂商还会选择组合透镜的方式,来消除单一菲涅尔透镜带来的问题。
通常VR光学系统主要遇到以下几点问题:球面像差、色像差、畸变等。特别是为了消除像差问题,目前VR通常需要采用非球面镜。 非球面镜表面曲率不同,可以让近轴光线与远轴光线所形成的焦点位置重合,从而消除球面像差的问题。除此之外,非球面边缘厚度小,可以降低光学系统的重量。
菲涅尔透镜,又名螺纹透镜,多是由聚烯烃材料注压而成的薄片。其在设计时会拿掉尽可能多的光学材料,而保留表面的弯曲度,所以菲涅尔透镜的质量要比传统非球面透镜轻薄很多。 但菲涅尔的成像质量存在一定的瑕疵。由于菲尼尔透镜存在齿距和非工作面,所以会存在一球差问题,并且无法完全消除。
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