华为入局的XR,究竟是怎样的潜力王?
随着市面上5G等连接解决方案的出现,以及显示技术的不断完善,扩展现实(XR)这一字眼又开始活跃在人们眼前。无论是VR、AR还是MR,相关的厂商不约而同地选择在这一时期里全面发力。那么这一老概念是如何推陈出新,各大厂商又在该领域有何革新呢?
当前,扩展现实(XR)依然y处于新兴阶段,增强现实(AR)、虚拟现实(VR)和混合现实(MR)等技术虽然发展迅速,但普及度和应用场景依然有限。全球扩展现实市场201dianzifashao8年的总市值在270亿美元左右,预计在2025年达到3930亿美元,预测期内的复合年增长率达到了69.4%,前景一片大好。
2019年外接VR头戴设备的市场份额 数据来源:Observer Analytics
VR可以说是XR领域的领头军,目前VR头戴设备的新品依然纷至沓来。霸占外接VR头戴设备市场份额的仍是HTC Vive和Oculus这两家。外接VR头戴设备的相关厂商中,85%选用了Intel的处理器,15%选用了AMD的处理器。而显示卡则有90%的设备选择了Nvidia,8%选择了AMD,2%选择了Intel。而单独打造AR/MR内容的公司仅占7%,单独开发VR内容的公司却有38,都有相关内容产出的占据了55%,由此看出,XR领域的三大技术的重合度还是很高的。
芯片厂商的布局
早在VR新兴阶段,全球各大芯片厂商就将目光望向了这一领域。从VR到MR,不少老牌芯片商和新起之秀持之以恒地为客户提供XR市场的产品方案,尤其是一体机领域。
高通
Snapdragon XR2 5G参考设计 / 高通
高通Snapdragon XR2 5G是世界上首款将5G和AI结合的XR芯片平台。该芯片可以同时支持7个摄像头,实现精确的运动跟踪和手势识别,从而在XR显示中获得最准确直观的响应。同时,在AI的结合下,XR设备会通过了解用户来进行预测,同时节省大量功耗来优化续航性能。5G为XR平台带来的收益更加显著,就拿该芯片平台支持的8K 360°视频来说,借助5G的高速连接性,无论是60fps的视频还是慢镜头的重放,都能实现内容的瞬间载入。
海思
Hi3781V900 / 海思
在XR这个话题上提到华为,许多都下意识都会想到去年公布的华为VR Glass,然而华为在XR芯片也早已有了成品。华为在上个月推出了首款XR芯片Hi3781V900,该芯片支持8K硬解码能力,可以支持单眼42.7PDD的像素密度。同时该XR芯片平台加入了海思专有架构的NPU,提供高至9TOPs的算力,为图像采集、分析、传输和显示提供更快的速率。Rokid Vision将作为运用该芯片的首款产品,初创公司Rokid将与华为一起打造AI交互等方案。
全志
VR9芯片框图 / 全志
全志也推出了对应VR一体机的芯片方案VR9们该芯片采用了Cortex-A53的四核CPU方案,运用Mali T760作为GPU,最高可支持到6K 30fps的视频编解码,同时其内部包含一个单独的ATW硬件加速模块,减少显示的延迟。
终端厂商的应对
讲完了芯片,我们来看看各大终端厂商在这三大领域有何创新。首当其冲的就是VR应用,从目前看来,VR市场远未达到饱和状态,而且用户市场依然保持可观的增速,尤其是在游戏领域。VR头戴式设备一般分为一体机、外接式和移动头显,其中后者对头戴设备的要求不高,主要是借助于手机设备。
索尼PlayStation
作为最早大力开发VR内容的厂商,索尼的PlayStation VR设备已经推出了4年时间了。这段时间内,持续更新的游戏内容成为了该设备的卖点所在。该设备在2016年和2017年分别推出了两款型号,截至2019年12月31日,PlayStation VR已经卖出了500万台。
PlayStation VR / 索尼
但毕竟是一款早期的VR设备,PlayStation VR在参数上并不能算作出色。PlayStation VR配备有5.7英寸的OLED的面板,最高显示分辨率只有1080p,通过配套的PlayStation相机来进行跟踪。FOV达到100°,6DOF的头部跟踪加之120fps的最高帧率输出。
PlayStation摄像头
不过在刚公布的的PS5配套设备中,包含了全新的摄像头,也许不久之后我们就能见到下一代PSVR设备。
HTC Vive
在18年推出了Vive Pro后,HTC于19年推出了该产品的升级版VIVE Pro Eye。该设备包含了2个3.5英寸的OLED,其单眼分辨率为1440 x 1600,双眼分辨率为3K(2800 x 1600),刷新率可达90Hz,FOV为110°。
Vive Pro Eye / HTC
该设备命名中的“Eye(眼镜)”正是这一升级产品中的关键特点所在。VIVE Pro Eye运用了精准的眼动追踪技术,在注视数据的输出频率上达到120Hz,在20°的FOV内,精度可做到0.5°-1.1°,可以同步输出凝视原点、凝视方向、瞳孔位置、瞳孔大小和睁眼状态等参数。
Valve
作为早期与HTC合作并提供了不少VR内容的Valve,也在2019年6月推出了自己的高端VR设备Valve Index。该设备同样采用了两块1440×1600的LCD显示屏,为每只眼睛提供了2880×1600的组合分辨率,与HTC Vive Pro的参数基本相同。但不同之处在于这块屏幕的刷新率,该设备支持80、90、120甚至是144Hz的刷新率,FOV更是宽至130°。
Valve不仅在硬件层面达到了怪兽级别的参数,旗下Steam作为PC端最大的游戏发行平台,更是打造了不少头戴设备相继兼容的SteamVR生态。2019年该设备的销量就达到了14.9万台,激增的需求更是导致Valve Index在今年一月出现全面断货的情况。
小派(Pimax)
要说到堆参数,国内的小派自是不逞多让。小派最新的Vision 8K X采用了两款原生4K(3840 x 2160)的LCD屏幕,在这两块定制化的CLPL屏幕下,子像素数量提升50%,更进一步地消除了纱窗效应。
Vision 8K X / 小派
除了高分辨率外,Vision 8K X更是提供了200°的超大FOV,支持75Hz的原生刷新率,和插值90Hz刷新率。通过选配模块,Vision 8K X可支持眼球识别和手势识别。
Facebook Oculus
Oculus可以说是VR头戴设备领域的元老级厂商了,在14年被Facebook收购后,借由优质的VR设备和内容一举成为该市场内份额占比第一的公司。从与三星合力打造的Samsung Gear VR,到去年发布的VR一体机Oculus Quest,Oculus始终为停下创新的脚步。
Oculus Quest / Facebook
Oculus Quest于2019年5月21日发布,仅仅在2周之内就创造了500万美元的内容销售量。该设备内置高通的骁龙835处理器,采用了三星PenTile的OLED屏幕,实现单眼1440 x 1600的分辨率,刷新率可达72Hz。通过内置的4个摄像头,实现了6DOF的输入。通过今年5月的系统更新,也加入了摄像头输入的手部跟踪。
Pico
国内的VR头戴设备多为一体机,也有不少优秀的国产VR厂商。比如Pico就在近期推出了Pico Neo 2这一设备。该设备采用了高通骁龙845作为处理器,选用了一块3840 x 2160 75Hz的4K LCD显示屏,视场角达到101°。
Pico Neo 2 / Pico
在机身传感器上,Pico Neo 2不仅支持第三代双目式头部6DoF定位系统,更是通过手柄支持电磁式双手6DoF定位系统。
与VR不同,AR设备多数以眼镜的形式实现,而且多半应用于工业、文旅和会议等场景。对于AR设备来说,追求的往往是显示与佩戴上的性能,特定应用需要外接其它设备来完成。因为对于AR的开发与应用仍处于探索阶段,所以现阶段相关的产品并不多。
Epson
爱普生推出了多款AR智能眼镜,就拿最强大的BT-35E来说。该设备搭载了有机EL的OLED面板,实现了真实无边框的AR显示效果,在爱普生Si-OLED显示技术的支持下,可以实现1000cd/m2的高亮度,方便户外场景使用。
BT-35E / Epson
BT-35E的显示分辨率并不高,只有1280x720的高清显示,但保证了1677万色的色域,对于真实色彩的呈现已经完全足够了。
谷东科技
国内也不乏涉足AR眼镜领域的厂商,谷东科技就是其中之一。在CES2020亮相的酷瞳G200E是一款单目AR眼镜。不仅做到重量低于80g,同时实现了21°的FOV和800x480的分辨率。
酷瞳G200E /谷东科技
镜身上的1300W摄像头支持快速对焦,同时在高性能ISP的助力下,可实现4K 60帧的视频录制。酷瞳G200E同时采用了9轴传感器,可以支持VSLAM的算法。
早期投入AR的众多厂商,现在都在逐渐转向MR产品的开发。AR仅仅只是裸眼现实的叠加显示,单有VR这样的纯虚拟画面也不行,要考虑到用户与内容的交互,MR才是未来的发展方向。“智能硬件之父” Steve Mann的理论中也提到,智能硬件最后都会从AR技术逐步向MR技术过渡。那么近些年来,这一过渡衍生了多少创新的产品呢?
Microsoft
在各个厂商还在VR上摸索时,微软就早早开始了MR设备的钻研。第一代Hololens于2015年1月22日发布,虽然精彩的应用展示为用户带来了惊鸿一瞥,但高昂的价格和后续内容的开发跟进使其偃旗息鼓。正当人们认为微软放弃这一产品线时,微软在19年底推出了Hololens 2。
Hololens 2 / Microsoft
HoloLens 2采用了透明的全息透镜,实现了3:2的2K分辨率和52°的FOV。设备在头部追踪上运用了4台可见光摄像机,眼动追踪采用了2台红外摄像机。HoloLens 2采用了高通骁龙850计算平台作为SoC,在第二代定制全息处理单元的支持下,实现了比第一代1.7倍的计算速度,2倍的DRAM带宽效率。
Nreal
今年举办的CES2020上,国内的MR眼镜厂商Nreal引起了XR圈子的注意。Nreal在大会上展示了打磨数年终于出世的Nreal Light。Nreal Light外观轻巧,将重量做到了88g,但并未牺牲一款合格MR产品应有的性能。该眼镜采用了复合光导的光学方案,单眼分辨率达到1080p,FOV达52°。
Nreal Light / Nreal
眼镜上配备了两个SLAM摄像头和一个RGB摄像头,还有一个空间传感器和一个距离传感器。眼镜本身不仅支持头部的6DoF追踪,手柄同样支持手部3DoF追踪。该设备选用了高通骁龙845作为处理器,基于安卓操作系统,未来SDK将开放Unity和Unreal两个引擎的开发。
XR产品未来进化的方向
在三大领域代表性产品的简要介绍下,相比大家已经对各个市场的走向有了粗浅的了解。在XR方案的开发中,显示固然是决定消费者使用度的最直观参数,但舒适度却是顾客购买的决定性因素。在亚马逊发布的2019年XR产业调查中,半数的从业者认为舒适度适用性、视场角(FOV)和眼球追踪是助力头戴XR设备发展渗透的三大主要元素。
XR Viewer / Qualcomm
除此之外,对于一体机等产品来说,计算平台也是需要考虑的重要因素。比如高通就打算通过5G和边缘云计算来实现无边界的XR体验,借用5G实现低延迟的内容显示,再借用边缘云计算实现画面的高速处理。为此高通也和全球多家手机厂商和运营商合作推行支持5G的“XR Viewer”设备,与此同时,高通在今年2月推出的XR硬件参考设计将进一步减少XR终端进入市场的研发时间。
除了设备上的进步之外,第三方内容提供者才是XR生态的维护者。无论是降低开发套件成本,提高开发文档可读性,开放相关SDK,只有当广大内容开发者看到其中的市场机遇后,XR才出现在千家万户的顾客手中。
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- 编辑:郭晓刚
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