巨头在AR的折戟和再战


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基普曼的离开,也有职场其他原因。但不得不说,微软的AR业务,理想败给现实。尤其公司云业务快速发展,已经让微软摆脱了“老”的面貌。AR的探索,也就可以再缓一缓,以一种自己更为熟知的路径,依靠横向技术能力挣钱。

巨头们各有目的,也不断砸钱,那么AR领域发生了什么变化吗?

现在和过去有什么不一样?

AR这些年有什么变化呢?先用数字来说话。

消费级领域,国内初创企业太若科技、灵伴科技、影目科技等近年发布会频频,我们可以用Nreal新品与消费级鼻祖Google glass作对照;在商业/工业级领域,我们使用国外独角兽Magic Leap新品与初代Hololens对照。

巨头在AR的折戟和再战

在价格敏感的消费级市场,AR的价格实现了大幅下降。国内企业普遍对标中低端手机,选择2000-3000元的“尝鲜”价格区间,提高了受众度,并且普遍采用Micro OLED配合Birdbath光学方案,争取在这个价位段提供更高对比度、高分辨率、广色域的优秀画质。

但从效果来看, 虽然Nreal Air用了四分之一的价格,实现了数倍于Google glass的显示效果,但依然无法实现工业级HoloLens那样的交互体验。

原因自然是消费级在性能和重量、成本之间的平衡。受限于SoC、传感器等芯片能耗比、以及锂电池能量密度,这些低于100g的轻量级眼镜,无法兼得鱼和熊掌。因此为了保证佩戴舒适度,厂商们达成一致主攻重量和显示,让眼镜充当手机、电脑的近眼显示屏,回避了算力和续航的难题。

在功能大于体验的商业市场,体验在大幅提升。比如Magic Leap 2,摆脱了价格约束,可以在全功能方面持续发力。首先是优化光波导方案使视场角和亮度大幅提升,可以适应更复杂多样的生产作业环境,其次添加大量传感器单元、定制化算力芯片,提供范围更广、更精确的环境感知与人机交互能力。

但遗憾的是,工业级依然面临续航和性能之间的难题。功能越多、能耗也越多,电池能量密度没有大幅提升的情况下,增加重量成为必然选择。而过重,又会降低体验。

最后,不论是消费级的Nreal还是工业级的Magic Leap,应用生态都依旧贫瘠。关于与物理世界进行交互与信息增强的内容,尤其稀少。现阶段消费市场主要利用手机与电脑软件的内容移植,而商业市场则依赖眼镜公司针对特定业务场景定制开发的能力。

总结来看,就是技术在发展,但需求也在提升。AR眼镜,无论在消费级、还是工业级,总还是电池不够用、功能不好用。

谈起AR,最值得期待的就是苹果了。

苹果入局AR可以从2006年申请AR/VR领域的相关专利算起。而传闻已久的代号N301的MR头显项目,也早在2015年就已经立项。虽然这几年也并没有什么大战果,但考虑到苹果以往的创新能力、以及对消费者极强的号召力,因此,AR领域的未来,也依然可以期待苹果带来改变。比如在感知、交互、软件、算力等方面带来突破。

感知:AR眼镜提供关联信息的前提。当前行业普遍采用即时定位与地图构建(SLAM)算法为机器赋予感知能力,SLAM算法的实现依靠于摄像头或激光雷达等传感器,其中激光雷达是现阶段AR眼镜应用高精度SLAM的隐藏绊脚石。

激光雷达本是为SLAM算法提供深度信息的关键角色,但受限于体积与重量的限制,普遍应用于机器人、智能汽车、军事装备等领域。

苹果2017年开始借助美国先进制造业基金,分两批投资VCSEL光芯片企业Finisar 8亿美金,在该激光雷达的关键领域占据一席之地,并在单光子学分二极管(SPAD)、时间管理电路(皮秒级)等细分领域持续研发、申请专利。

最终从iPhone 12开始,每一代iPhone都搭载高度集成化的Lidar模组,为用户拍照提供更快地对焦,为AR内容开发者提供可适配的硬件设备,也为未来AR眼镜实现高精度SLAM算法打好硬件基础。

交互:现在终端公司面临的全新问题。满足隐私需求的长时间佩戴与高效交互是一组矛盾。目前行业找到的空间手势、手套、手机等遥控器、语音等方案,似乎都不是消费者认可的优秀答案。

2017年苹果提交了一款手指操控设备的专利,于Apple Watch S6开始应用,该专利使得手表可以利用手臂血管的位置,计算出手腕手指的活动,进而确认手势动作,做出相应的反馈。苹果手表项目VP Kevin Lynch称,苹果手表自第一代(2015年)就在考虑更丰富的交互形式,时间线的重叠似乎也验证了他的说法。

从眼镜的角度来看,肌肉操控可以摆脱“看见手”才可以交互的窘境,微动控制也让交互省时省力,添加了更多使用场景。但从使用者的角度看,手势等肌肉控制的精确度,多种交互方式的集成度,交互隐私的保护度等,是亟待提升的痛点领域。

软件:不同于手机、电脑等平面显示,AR眼镜需要更多的是三维信息的获取与展示,随之带来的是对现在软件开发工具与应用平台的变革。

苹果在AR软件生态领域尽可能地发挥着其软件垂直一体化的优势,构建AR内容全流程开发体系。

对于开发者,可以通过ARKit调用苹果设备所有感知信息,并使用其空间位置、环境光、遮挡等方面的辅助计算功能;对于专业创作者,可以利用RealityKit的三维建模与仿真功能,渲染可互动的虚拟物体;对于普通创作者,可以在Object Capture与Reality Composer中创造或寻找合适的预设模型,进行简单的模型制作。

苹果将以上所有AR内容文件统一为独创的“USDZ”格式,一方面,通过抢先制定标准,固化既有的开发与创作生态优势,减少开发资源向其他平台流失;另一方面,“USDZ”格式文件在苹果系统里畅通无阻,可以通过多种浏览器、备忘录、邮件、信息等多种接口查看,为用户提供极大的便利。

凭借庞大的开发者与硬件设备用户基础,苹果在眼镜推出之前,在手机端逐渐构建起软件开发与应用反馈的良性循环,避免了未来的AR眼镜面临“先有鸡还是先有蛋”的难题。

算力:AR眼镜经常被对标手机,定位为下一个超级终端,加之更高清的显示、更多维的信息、更轻便的形态,未来可以被我们长时佩戴的AR眼镜,对算力与功耗比都提出了极高要求。

在移动端高端SoC芯片领域,全球基本形成苹果与高通的双雄局势,但稍微懂手机的朋友们都了解,从高通“骁龙”(又被戏称火龙)888开始,苹果的A系列芯片在性能与功耗比方面都遥遥领先。

但面对未来可能的即时感知运算、多维图像渲染与分析,CPU制程微缩带来的性能提升,并不是苹果最关心的地方。从A12芯片开始,苹果开始专注于深度学习能力的提升,研发Core ML框架智能分配人工智能任务,为CPU添加机器学习加速器,在之后的三年间完成了神经网络引擎(NE)速度20余倍的提升。

功耗比是苹果芯片传统优势领域,但面向桌面端的M系列芯片一经推出,依旧刷新了业界对于苹果芯片设计能力的认知,因为它创造了用低功耗高集成ARM架构SoC挑战高功耗X86架构CPUGPU分立系统的壮举。

不可否认苹果感知交互的算法与应用仍在摸索,软件建模能力也刚起步,M1芯片的面积对于手机和眼镜过于庞大,但是苹果及其他产业链企业的努力,为AR世界未来十年的路添加了一些确定性。

人们关于AR的想象,最早可以追溯到1901年。《绿野仙踪》的作者在他另一部科幻小说《万能钥匙(The Master Key)》中描写了一副神奇的眼镜,能让佩戴者透过眼镜看到面前每个人的性格标记――好人显示G(代表good),坏人则是E(代表evil)。

显然,文学为AR赋予了终极哲学的问题。但现实的问题是,先制造出用户说“Good”的AR产品。而比起“堆料、跑分和炫技”,回到用户最终需求才是关键:好玩、有趣,也许都抵不上提升效率。

就像电脑替代纸、笔等等,大幅提升办公效率;从2G到5G,不只是数字变大,信息传递的丰富度、沟通的效率也在提升;电动车取代燃油车,生产效率的提升、能源利用效率提升,也是驱动力。扫地机器人的热销,也源自可以让人们可以更好利用时间,懒得更有效率。

遗憾的是,AR也许还需要摸索很久;幸运的是,除了AR/VR,似乎也并没有其他产品可以担当“下一代消费级产品”的重任、元宇宙的入口了。虽然在投资圈流行一句话“这是比烂的时代”,但是在AR领域,依然是追求“Good”的未来。

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