一直以來，價格、輕薄、清晰度、內(nèi)容等都被視為VR大規(guī)模在C端普及的核心因素，其中輕薄幾乎是所有硬件公司現(xiàn)階段排在首位解決的問題。

而想讓VR頭顯變得輕薄，目前業(yè)內(nèi)比較主流的方案都是短焦，也就是Pancake折疊光路實現(xiàn)的輕薄化產(chǎn)品。我們從今年發(fā)布的新品也能看出一些端倪，包括Meta（Facebook）的Cambria以及松下、和碩3M、arpara、傲雪、HTC VIVE FLOW等等VR新品不約而同都采用短焦方案?？梢灶A(yù)見，接下來的幾年會是短焦的主場。

但輕薄的VR眼鏡唯有依靠Pancake嗎？虛擬現(xiàn)實技術(shù)公司EM3（北京意鏈科技）給了“超綱”的答案，他們用一款非短焦光學方案的VR眼鏡，刷新了VR產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)p薄一詞的認知。

EM3 Ether VR眼鏡產(chǎn)品圖

厚度6.8mm，重量僅35g，

探索VR眼鏡輕薄極限

今年5月，EM3發(fā)布首款AR眼鏡STELLAR，其輕薄、炫酷的造型已十分接近普通墨鏡。不過僅僅半年，EM3再次對外公布一款代號為Ether的超薄VR眼鏡原型機，輕薄程度甚至超出了大家對VR眼鏡的認知。

圖源：EM3

看到Ether的第一瞬間不由得感嘆“太酷了！”簡直不敢相信這是一個VR眼鏡。

眼鏡整體采用黑色啞光材質(zhì)，外型設(shè)計極其簡約，弧形鏡框一氣呵成，鏡框類似Google Glass極其輕薄簡約，酷似科幻電影中特工的黑科技眼鏡。

與普通眼鏡左、右眼嚴格分為兩塊鏡片不同，從外側(cè)看，Ether左右鏡片連成一片，左、右鏡腿為一體式設(shè)計，置于眼鏡頂部。眼鏡正前方左側(cè)縱向排列著兩枚攝像頭，據(jù)了解可用于全彩透視。

圖源：EM3

據(jù)了解，Ether整機厚度僅6.8mm，重量僅35g（含鏡腿），這也是至今為止陀螺君所知的最為輕薄的VR近眼顯示設(shè)備。此外，其內(nèi)置兩塊Micro-oled微顯示屏，單眼分辨率達2.5K，并且可實現(xiàn)90°大視場角（下一個迭代版本有望提升至110°）。

不論是體積重量還是顯示參數(shù)，其都遠比現(xiàn)在市場上的大部分VR產(chǎn)品要更勝一籌。

此外，該設(shè)備據(jù)稱還能夠支持1000度的屈光度調(diào)節(jié)，無需額外搭配近視鏡片，方便近視人群使用。

為了保證眼鏡極度輕薄，因此Ether采用了分體式設(shè)計，可通過Type-C接口連接計算單元或者手機、PC，加上內(nèi)置的六軸軸陀螺儀，可以觀看全景視頻或者體驗輕度的VR互動內(nèi)容。

據(jù)EM3 COO 袁野稱，這款原型更多是探索VR眼鏡厚度極限，根據(jù)需求可在其基礎(chǔ)上增加傳感器來支持Slam定位、裸手交互功能，整體重量也可控制在55克以內(nèi)。

在探索VR頭顯輕薄化的路上，前有華為VR Glass，將產(chǎn)品厚度降至26mm左右，重量166g；Meta也在前幾年的OC（Oculus Connect大會，后更名Facebook Connect大會）上多次公開其短焦產(chǎn)品Half Dome的進展，在歷經(jīng)三代之后，也終于將在明年發(fā)布其最新的Cambria產(chǎn)品。

Facebook Half Dome原型機

從目前已曝光的視頻以及官方公布的信息來看，Cambria采用的也是Pancake光學，其厚度似乎相比Quest 2縮小一半以上，猜測其重量將超過200g（Quest 2重量為507g）。

Cambria

HTC Vive也在不久前發(fā)布其最新的短焦VR產(chǎn)品——Vive Flow，相對于Vive之前的所有VR產(chǎn)品都要更輕薄，厚度和重量都降低了三分之二。

Vive Flow

幾乎所有VR硬件企業(yè)都在解決VR頭顯輕薄化的問題，而為了在這么多巨頭都在重金投入的賽道上，EM3這家初創(chuàng)公司為何能脫穎而出，實現(xiàn)巨頭都沒有做到的事？

輕薄秘訣：利用全息技術(shù)控制每一條入眼光線的相位

據(jù)VR陀螺了解，目前VR頭顯的光學主要分為三種，采用菲涅爾透鏡的“大個頭”形態(tài)、多層透鏡折射式光學以及折疊光路Pancake方案，三種形態(tài)各有優(yōu)劣，并且體積從大到小，即便是最薄的Pancake方案厚度也有25mm左右，再往下降極其困難。

圖源：VR陀螺

Ether這款VR頭顯為何能如此輕薄？據(jù)袁野透露，實現(xiàn)這樣輕薄效果的光學方案，并非“瘦身良器”短焦，更非菲涅爾透鏡，而是其自研的“NEO-M 超薄透鏡”。

眼睛與屏幕之間需要一定距離才能實現(xiàn)對焦。所以通常來說VR頭顯通過一組凸透鏡實現(xiàn)成像，需要保持屏幕與人眼50mm以上的間隔才能看清屏幕，菲涅爾透鏡方案的VR頭顯大多如此。

而基于Pancake技術(shù)方案的VR眼鏡，圖像源進入半反半透功能的鏡片之后，光線在鏡片、相位延遲片以及反射式偏振片之間多次折返，最終從反射式偏振片射出，比如華為VR Glass通過3次折疊從而讓眼鏡體積大幅縮小。雖然折疊光路能縮小體積，但由于每折疊一次都會50%亮度，因此需要高亮度屏幕（需達到2000尼特），但屏幕亮度高又會帶來相應(yīng)的功耗和發(fā)熱，因此仍然有許多亟待解決的問題。

圖源：VR陀螺

Ether厚度僅6.8mm，屏幕幾乎就在眼前。正常來說是幾乎不可能看清屏幕，就如手機屏幕直接貼在眼前，眼睛完全無法聚焦。

EM3用一組實驗圖片展示了NEO-M的成像效果，實驗用一部手機屏幕作為圖像來源，另一部手機的攝像頭模擬人眼，當鏡頭距離手機200mm時，可以清晰地看到屏幕上的內(nèi)容；而當鏡頭距離屏幕15mm時，屏幕一片模糊，鏡頭完全無法聚焦；而當鏡頭與屏幕之間加上一層EM3研發(fā)的超薄透鏡后，即便在極限微焦距離也能夠清晰成像。

圖源：EM3

這款“超薄透鏡”所利用的光學原理與傳統(tǒng)透鏡甚至是短焦的光學方案并不相同，它利用亞波長體結(jié)構(gòu)堆疊、讓光產(chǎn)生衍射從而改變方向，可以將其簡化理解為“衍射透鏡”。

據(jù)袁野介紹，“傳統(tǒng)透鏡利用折射來匯聚光線，當屏幕離眼睛太近時，屏幕邊緣的光線超出了透鏡折射能力，無法準確地進入人眼，從而導(dǎo)致圖像模糊，并造成視野損失。而衍射技術(shù)能讓光路進行大幅度的改變，即使是距離很近，也可以清晰成像，并保證足夠大的FOV。“

這一套原理聽起來不難理解，但實現(xiàn)難度非同一般。

“我們要對每一條光線的路徑進行控制，通過設(shè)計體衍射器件去對其光路進行調(diào)節(jié)。對于色散、衍射透鏡的離軸畸變等理論設(shè)計問題、以及電子束加工工藝等重要問題，無論是仿真計算還是生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，都需要調(diào)動巨大的研發(fā)資源。我們在很久之前就開始了相關(guān)研究，歷經(jīng)多種技術(shù)方案。但是圖像級產(chǎn)品的要求是極其苛刻的，最終公司基于在車載顯示方面的長期技術(shù)積累基礎(chǔ)上、形成新方案，并在今年年初實現(xiàn)了技術(shù)突破。“我們也希望在不遠的未來，配合高亮度micro LED面板，該技術(shù)在AR顯示方面應(yīng)用落地。

袁野表示，目前核心的光學器件已經(jīng)達到了量產(chǎn)標準，但真正投入市場，還需要解決產(chǎn)品定義和諸多工程問題。

“輕薄毫無疑問是VR設(shè)備的關(guān)鍵，但我們認為光有輕薄不足以成為用戶買單的理由，目前這款原型機更多是為了驗證光學系統(tǒng)的能力，接下來我們會進一步明確產(chǎn)品的場景用途，把輕薄的價值發(fā)揮到最大。我們確實也看到了不少難點，比如目前這么輕薄的機身已經(jīng)很難再塞入更多的傳感器和電路板，產(chǎn)品的散熱、耐用性等等也都需要經(jīng)過嚴格的測試，這些工作都在緊鑼密鼓地推進中，預(yù)計會在2022年推出第一個量產(chǎn)版本。”

目標：軟硬一體，

改變?nèi)藗兾磥砩缃环绞?/span> 

不得不說Ether這款產(chǎn)品形態(tài)令人欣喜，作為VR硬件領(lǐng)域的后起之秀，EM3可以說是一鳴驚人，接下來只需靜靜等待這款產(chǎn)品上市。

雖然目前EM3對外公布的產(chǎn)品以硬件為主，但他們并沒有把自己定位成一家純硬件公司。

在之前VR陀螺與EM3的對話中創(chuàng)始人曾經(jīng)提到，“EM3的硬件是為了人與人的溝通這個場景而設(shè)計。”

袁野也表示，Ether定位并非觀影，研發(fā)硬件產(chǎn)品也只是其未來計劃中的一環(huán)而非全部。

硬件方面如今已經(jīng)積累了STELLAR、Ether等產(chǎn)品，而在軟件方面，據(jù)了解EM3正在構(gòu)建一個名為HOLA的跨平臺系統(tǒng)，目標是改變未來人們的社交方式，就像Facebook的Horizon一樣。

定位VR社交，很意外EM3對于現(xiàn)在爆火的“元宇宙”持比較冷靜的態(tài)度。對于元宇宙和虛擬世界，EM3顯然有自己的看法和規(guī)劃：

“我們的初衷并不是創(chuàng)造一個烏托邦，讓你逃離這個世界，沉浸在一個新的世界，而是希望利用虛擬技術(shù)幫你把現(xiàn)實生活過得更好，解決生活中的問題，其實還是在圍繞真實生活中的交叉點和真實生活去做補充。”

“所以我們做的所謂的社交平臺，并非像《我的世界》一樣去搭建一個想象世界，而是希望能夠還原真實的社交方式，希望想見面的時候用這種方式去見面，這是我們目前的對于這套系統(tǒng)，包括對于Metaverse的理解，它是對于現(xiàn)實世界的補充，而不是一個替代或者說是一個另外的東西。”

據(jù)了解，HOLA圍繞遠程溝通和虛擬社交展開，AR更多關(guān)注【人-信息-機器-人】之間的交互，而VR關(guān)注【人-信息-環(huán)境-人】之間的交互，這兩者的主要區(qū)別在于，你是更想在現(xiàn)實場景的數(shù)字孿生中和對方溝通、并發(fā)起與感知器執(zhí)行器（機器）的交互，還是需要和其他人一起進入一個虛擬的場景進行人和人之間的交互。

在這樣的愿景下，從某種程度上也影響了EM3產(chǎn)品的形態(tài)，以及硬件各個版塊的優(yōu)先級。在社交場景下，包括遠程協(xié)同的場景下，裸手可能是一個更好的交互方式，同時，也需要好的算力與電力支持，所以Ether選擇了分體式設(shè)計。

圖源：EM3

“硬件服務(wù)于場景”，袁野表示，硬件形態(tài)差異的背后，是用法與性能之間的平衡，同時也是基于用戶需求優(yōu)先層級做出的選擇。不同使用場景下，設(shè)備的偏好性能有差異。比如VR游戲，對靈活性、大范圍移動的要求比較高，無線一體機就是一個好的選擇。

如果是更為嚴肅的應(yīng)用場景，比如開會，一體機的形態(tài)反而會帶來一些板短。因為無論是辦公、社交，還是教育，并不需要大范圍的移動，同時手柄過于面向游戲，在上述場景下，裸手交互以及分體機的形態(tài)，或許會是更自然和穩(wěn)健的選擇。

以目前的技術(shù)能力，包括處理器、顯卡、芯片等技術(shù)還沒有辦法做到調(diào)和算力、續(xù)航等多方面的需求。因此不同的目標用戶，不同的應(yīng)用場景，決定了廠商會選擇怎樣的形態(tài)。

在其看來，“從EM3的角度來出發(fā)，是希望未來能夠自己做出一個虛擬世界，并且把硬件融入到呈現(xiàn)世界的這樣一個終端載體上去。而硬件的形態(tài)，無所謂VR或AR或MR。”