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  • 小米技術成熟:揭秘智能眼鏡多神奇

    據說今年蘋果秋季發布會上最令人失望的不是 iPhone 13 系列升級程度太小,而是沒有 One More Thing。還有不少人期待,在最后這個傳統環節上,庫克會不會拿出個超級新品,讓人們驚喜一下,例如傳說中的蘋果 VR/AR 頭顯。

    人們之所有這樣的期望,其中一個重要原因是因為,小米趕在蘋果發布會前一天,發布了一款小米智能眼鏡,還拍了一段概念視頻,一下子吊起了人們的好奇心。

    雖然海報上明明白白寫的是「概念新品」和「探索版」,結合此前字節收購 Pico VR 和當下火熱的元宇宙,人們不禁猜想,傳說中的 AR 確實「未來已來」了嗎?

    智能眼鏡技術成熟了?

    根據發布的信息,小米這款探索版智能眼鏡重 51 克,重量和體積上已經非常趨近普通眼鏡。右側鏡片通過 Micro Led 光機配合光波導鏡片,能夠實現信息、地圖等簡單信息的顯示;同時,配有藍牙和觸控,支持進行語音和手部操作實現翻譯、拍照等功能。

    而小米之所以能夠曝光這樣一款輕薄的智能眼鏡,主要還是因為相關的光學和顯示技術已經趨近成熟。

    最近,深圳舉行的光博會上,舜宇光學透露,小米智能眼鏡采用的是舜宇光學的光機方案,鏡片用的是英國廠商 WaveOptics 的鏡片。

    智能眼鏡或者 AR 眼鏡類產品,最大的技術難點在于光學(光機)和顯示(鏡片)。

    AR 眼鏡的顯示系統可以簡單理解為一套投影系統,光機就是投影儀,而鏡片就是幕布。要想智能眼鏡足夠輕薄,則光機和鏡片兩個部分不僅要小巧、耗電低,且顯示要有足夠亮度;如果是室外場景,則對鏡片的透光度要求較高。

    在光機方面,此前業內知名產品如 Magic Leap 使用的是 LCoS(Liquid Crystal on Silicon 硅基液晶)方案,微軟 HoloLens 2 使用的是 LBS(激光束掃描 Laser Beam Scanning)。業內人士 A 君告訴極客公園(ID:geekpark),HoloLens 的 LBS 方案由于激光往往需要擴束,光機體積下不來,顏色和均勻性也并不優秀。

    而最近幾年 MicroLED 技術的逐漸發展,不僅讓人們看到下一代顯示屏的新材料,也讓智能眼鏡行業看到了一個真正讓 C 端產品爆發的機會。相比上述方案,MicroLED 最大優勢是自發光、色域廣、亮度高,同時光機足夠小巧。缺點是如想實現全彩,成本太高且無法保證良率,所以小米智能眼鏡采用的舜宇光學光機即是單色綠光。

    小米智能眼鏡采用的舜宇光學的光機方案,目前能做到 640*480 分辨率、29 度視場角、亮度峰值達到 200 萬尼特——這只是 MicroLED 屏幕的亮度參數,經過衍射波導后真正到人眼的光能大約小于參數的 0.3%。

    在顯示方面,光波導(optical waveguide),尤其是衍射光波導是公認目前最適合 AR 眼鏡的顯示方案。衍射光波導簡單來說就是讓光機發出的光信號,通過衍射光柵在鏡片中以全反射傳播,并最后再通過光柵被導入人眼。

    在衍射光波導中,又以表面浮雕光柵(SRG)為主流,因為量產工藝相對成熟,微軟 HoloLens 等產品采用的就是表面浮雕光柵。

    表面浮雕光柵類的衍射光波導實現路徑之一,是通過光刻和刻蝕加工出帶有光柵的母版,然后在光學平面上鋪上壓印膠,然后利用納米壓印技術把母版在平面上將光柵「壓出來」。

    WaveOptics 采用的是二元光柵方案,此前公布的 Katana 方案即為單層,28 度視場角,不出意外這個應該就是小米智能眼鏡選用的方案。

    相較于 Magic Leap 和 微軟 HoloLens 的三層光波導,WaveOptics 的 Katana 型號產品的優勢在于容易加工,重量較輕,缺點是均勻性較差,綠色效率低,FOV 也相對較小。

    單色 MicroLED+單色表面浮雕光柵衍射光波導顯示方案的相對成熟,讓各大公司看到了讓智能眼鏡貼近普通眼鏡的機會。

    業內人士透露,目前國內不少巨頭都在嘗試這個方案,「下半年行業會非常熱鬧」。

    小米:我做的不是 AR 眼鏡

    單色、單光機(單目)、低分辨率、功能減少,這款小米智能眼鏡看起來和《失控玩家》中出現的 AR 眼鏡相比,確實低配了不少。

    但也許這正是小米的聰明之處,如果仔細看小米的宣傳文案和視頻,會發現里面沒有提到一句 AR 或者增強現實。

    據業內人士透露,小米智能眼鏡項目其實是小米手機團隊在做,內部從來不叫這款產品 AR 眼鏡,而是「信息提示器」——這個詞很好的定義了目前輕薄型智能眼鏡的定位。

    Magic Leap 和微軟 HoloLens 兩代產品的試水,揭示了一個行業真理,以目前的技術成熟度,要想做到類似《失控玩家》中眼鏡的效果,設備成本過高;要想保持正常眼鏡形態,目前能做到最好的解決方案就是「信息提示器」,即只用單色顯示簡單的文字或者地圖信息,主要計算單元依然是手機或者其他主流數碼設備。

    WaveOptics 等光學廠商其實之前也有多色、高清的方案,但顯然單色、低分辨率方案在某種程度上更適合目前的市場需求。在 AR 設備這樣一個尚未被驗證的市場中,功能、效果、尺寸、功耗和成本的平衡,可能比單純追求理想中的效果更重要。

    當光學和顯示技術及模組基本清晰之后,硬件就算基本上確定了。這個時候,產品能用怎樣的外觀,實現什么樣的功能,UI/UX 應該是怎樣的,聊到這些話題,各大公司的產品經理們就都不困了。

    兩個月前,Snap 公司以 5 億美元價格將 WaveOptics 收入麾下,公司 CEOEvan Spiegel 預測 AR 眼鏡至少需要 10 年時間才能成為主流。不過,在那之前,「信息提示器」類型的智能眼鏡,或許會以「功能機」的身份,為未來替代手機的 AR 眼鏡,起到「過渡」的作用。