文/VR陀螺
北京時(shí)間 6 月 6 日凌晨 1 點(diǎn),蘋(píng)果舉辦年度開(kāi)發(fā)者大會(huì) WWDC 2023,最后的壓軸中,蘋(píng)果 CEO 庫(kù)克終于宣布了其首款 XR 硬件產(chǎn)品 ——Vision Pro。
Vision Pro 是一款集成 AR 和 VR 功能的重磅產(chǎn)品,庫(kù)克表示:“就像 Mac 讓我們接觸到個(gè)人電腦,iPhone 讓我們接觸到移動(dòng)計(jì)算一樣,Vision Pro 將向我們介紹空間計(jì)算,這標(biāo)志一個(gè)里程的開(kāi)始。”堪稱蘋(píng)果近十年來(lái)最具創(chuàng)新性的新品類。
蘋(píng)果 MR 的到來(lái),為整個(gè)產(chǎn)業(yè)打了一針強(qiáng)心劑。布局多年的品牌廠商與內(nèi)容廠商們,似乎也看到了真正的“曙光”。與新一輪熱潮相輝映的還有 XR 底層供應(yīng)鏈企業(yè)們,在時(shí)代的洪流中,它們屬于那一批不被消費(fèi)者看見(jiàn)的背后推手。
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蘋(píng)果MR來(lái)襲,供應(yīng)鏈企業(yè)蓄勢(shì)待發(fā)
相比于傳統(tǒng) 3C 電子產(chǎn)品,XR 產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈長(zhǎng)而廣,不僅涉及智能手機(jī)、PC 皆有的芯片驅(qū)動(dòng)、攝像傳感、屏幕顯示,還有核心的光學(xué)方案、交互算法與 3D 內(nèi)容,這也是蘋(píng)果打磨七年時(shí)間才推出第一款 MR 頭顯的原因之一。
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XR 產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)與市場(chǎng)普及,需要蘋(píng)果這樣的全球性公司領(lǐng)頭,做“科普”與“應(yīng)用”,更需要一大批供應(yīng)鏈企業(yè)共同發(fā)力創(chuàng)新,為 XR 普及奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
2023 年,我們也注意到了不少與蘋(píng)果 MR 頭顯一樣,“隱匿”多年、等待契機(jī)的 XR 上游供應(yīng)鏈企業(yè)開(kāi)始現(xiàn)身,拿出相關(guān)解決方案,賦能商業(yè)市場(chǎng)落地。在這些玩家中,瑞聲科技(AAC) 是一個(gè)不得不提及的“全棧式”大玩家。
對(duì)于科技圈來(lái)說(shuō),瑞聲科技并不陌生。瑞聲科技成立于 1993 年,2005 年于香港交易所掛牌上市(02018),業(yè)務(wù)涉及聲學(xué)、光學(xué)、觸感、傳感器及半導(dǎo)體、精密制造等領(lǐng)域,其聲光觸解決方案已廣泛應(yīng)用于全球前十的智能手機(jī)品牌,以及哪吒等智能汽車。
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從智能手機(jī)、智能可穿戴、平板電腦,到智能汽車,瑞聲科技不斷拓展感知體驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用邊界,持續(xù)將創(chuàng)新的感知科技體驗(yàn)帶給更多用戶。自 2021 年始,瑞聲科技瞄準(zhǔn)了 XR 產(chǎn)業(yè),將 XR 作為下一個(gè)新的增長(zhǎng)市場(chǎng)。而這一次,瑞聲科技的 XR 撒網(wǎng),比以往任何一次都要大。
AAC瑞聲科技市場(chǎng)部副總裁、ARVR 業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人陶洪焰表示:因?yàn)槌两泻驼鎸?shí)感的需要,虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的核心是需要全面提升用戶在視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)的感知和擬真方面的體驗(yàn),基于上述認(rèn)知,AAC 不僅將過(guò)往消費(fèi)電子業(yè)界領(lǐng)先的感知科技成功經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)帶到新的計(jì)算平臺(tái)上,并且還在 XR 領(lǐng)域自研了最核心的 Pancake 顯示模組、光波導(dǎo)顯示模組、SLAM 深度相機(jī)模組、近耳指向聲學(xué)、指向麥克風(fēng)、空間音頻及 6DoF 觸覺(jué)反饋手柄等交互整體解決方案。憑借三十年感知領(lǐng)域的技術(shù)的積累,以及對(duì)創(chuàng)新應(yīng)用的嗅覺(jué),瑞聲科技以點(diǎn)到面,已形成 AR/VR 聲光觸全棧式感知解決方案,以賦能這個(gè)新的領(lǐng)域,滿足多元的市場(chǎng)需求。
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深耕核心技術(shù),瞄準(zhǔn)增量市場(chǎng),瑞聲科技XR布局的“點(diǎn)線面”
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(一)2P Pancake 光學(xué)方案,AAC 的標(biāo)品選擇
Pancake 折疊光路是近兩年 VR/MR 頭顯的基本標(biāo)配,蘋(píng)果 Vision Pro的采用 也進(jìn)一步論證了該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)方向。
通過(guò)光源在透鏡內(nèi)部多次傳導(dǎo),Pancake 光學(xué)將光學(xué)總長(zhǎng)壓縮到了極致從而讓VR產(chǎn)品達(dá)到極致的輕薄,大大提升最終產(chǎn)品的美學(xué)設(shè)計(jì)和佩戴舒適性,同時(shí)還能改善邊緣模糊邊緣眩光、增加屈光度等。
據(jù)悉,瑞聲科技目前主推的 Pancake 光學(xué)鏡頭總長(zhǎng)可壓縮至 19mm 以內(nèi),相比市面上普遍的 20mm+ 的 VR 光學(xué)模組,可進(jìn)一步將 VR 頭顯體積做到輕薄。
瑞聲科技在 Pancake 折疊光路的探索上,已經(jīng)歷多次迭代,除了配合客戶量產(chǎn)的高性能定制 3 片式 Pancake 模組外,今年還將推出超高性價(jià)比的兩片式 Pancake 模組。
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在光學(xué)傳遞過(guò)程中,通常使用的內(nèi)部鏡片越多,MTF 值越高,頭顯清晰度也就越高,而兩片顯示不是最多的數(shù)量,作為手機(jī)攝像鏡頭專家的瑞聲科技自然明白這個(gè)道理。
瑞聲科技系統(tǒng)架構(gòu)高級(jí)總監(jiān)李建國(guó)表示:“鏡片數(shù)量的提升,對(duì)光學(xué)性能的幫助的確會(huì)有很大。一片的 Pancake 折疊光路方案在鏡頭邊緣的清晰度會(huì)差一些,而三片的確會(huì)更好,但是它的成本也會(huì)增加。兩片的方案是一個(gè)中間的平衡,通過(guò)光學(xué)材料和材質(zhì)的優(yōu)化,兩片的光學(xué)性能也可以接近三片,瑞聲科技兩片的 Pancake 鏡頭邊緣 MTF 全視場(chǎng)設(shè)計(jì)值可達(dá) 0.5 以上。我們認(rèn)為兩片的 Pancake 方案是一個(gè)光學(xué)性能和綜合成本的一個(gè)平衡,既兼顧了光學(xué)性能,又保證了成本,是一個(gè)比較能打造高性價(jià)比 VR 頭顯的光學(xué)方案。”
搭配高性價(jià)比的 2.56 英寸 Fast-LCD(2160×2160像素),瑞聲科技目前的 Pancake VR 光學(xué)模組,視野寬度可達(dá) 96 度,由 Pancake 折疊光路物理性質(zhì)產(chǎn)生不可抗力鬼影可降低至 3%。
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相對(duì)于一片式,兩片式的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是還能增加屈光調(diào)節(jié),而瑞聲科技的屈光度做到了 0-700 度,可以滿足更大范圍的用戶群體。而對(duì)于存在痛點(diǎn)的畸變與色差,瑞聲科技也可以通過(guò)軟件算法做矯正。
Eye-box 是 VR 光學(xué)設(shè)計(jì)的重要參數(shù),其大小決定了用戶看到整個(gè)虛擬放大圖像的體驗(yàn)。為了確保顯示圖像始終可見(jiàn),VR 頭顯的出口瞳孔 Eye-box 必須大于眼睛運(yùn)動(dòng)范圍,即 12 毫米。據(jù)稱,瑞聲科技的 Pancake VR 光學(xué)模組 Eye-Box 可達(dá) 12mm,高于市面上的普遍的 10mm 左右,達(dá)到最佳顯示區(qū)。
除了基于 2.56 英寸 Fast-LCD 的 Pancake VR 光學(xué)模組外,瑞聲科技還有基于 1.3 英寸 4K Micro-OLED 顯示技術(shù)的 Pancake 方案的前沿布局,這也是蘋(píng)果本次 MR 的光顯搭配方案。Micro-OLED 可以帶來(lái)更高的亮度,以滿足 Pancake 折疊光路帶來(lái)的光損,提高入眼亮度,被認(rèn)為是最適合 VR 頭顯的天然光源。
(二)單片全彩光波導(dǎo),帶來(lái)極致的輕薄透
除了 VR 光學(xué)的布局,瑞聲科技在 AR 光學(xué)方面也已小有成就。
與 VR 頭顯的沉浸式側(cè)重點(diǎn)不同,AR 眼鏡強(qiáng)調(diào)低于 80g ,甚至 50g 以內(nèi)的輕量化舒適佩戴;強(qiáng)調(diào)眼鏡作為飾品的靈動(dòng)輕?。粡?qiáng)調(diào)高透光性以減少對(duì)現(xiàn)實(shí)視覺(jué)的干擾。以往的 AR 光學(xué)方案,不管是棱鏡、自由曲面還是 Birdbath,都因其龐大繁冗的設(shè)計(jì)難以做出令人滿意的“類普通眼鏡形態(tài)”,而光波導(dǎo)技術(shù)無(wú)疑是輕量化 AR 眼鏡最好的光學(xué)選擇。
圖源:Dispelix & 瑞聲科技
Dispelix 是行業(yè)領(lǐng)先的衍射光波導(dǎo)技術(shù)公司,有超強(qiáng)的設(shè)計(jì)能力和獨(dú)到的生產(chǎn)工藝。瑞聲科技通過(guò)和 Dispelix 的戰(zhàn)略合作,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手實(shí)現(xiàn)了衍射光波導(dǎo)先進(jìn)量產(chǎn)能力在國(guó)內(nèi)落地。相對(duì)于行業(yè)內(nèi)主流采用的納米壓印生產(chǎn)工藝,基于納米壓印+刻蝕技術(shù),實(shí)現(xiàn)了業(yè)界追求的高折射率玻璃高折射率光柵的方案,最終得到單層全彩大 FOV 的衍射光波導(dǎo)方案。
李建國(guó)表示:“通過(guò)與 Dispelix 合作,瑞聲科技實(shí)現(xiàn)了單層衍射光波導(dǎo)的生產(chǎn)與制造。Dispelix 和瑞聲科技在波導(dǎo)片表面采用的是高折射率的特殊材料,跟傳統(tǒng)壓印膠材料相比,可以更好提升色彩均勻性、還原度,光譜的響應(yīng)寬度。波導(dǎo)片重量和厚度都極大優(yōu)化。”
圖源:Dispelix & 瑞聲科技
據(jù)了解,相比多層光波導(dǎo)技術(shù),Dispelix 與瑞聲科技合作的單層光波導(dǎo)技術(shù)可以將波導(dǎo)片厚度與重量降至 1/3,透過(guò)率也會(huì)極大改善。單層光波導(dǎo)還可避免因鏡片裝配對(duì)齊誤差帶來(lái)的色差、解析力下降等業(yè)界難題。目前,瑞聲科技的 AR 光學(xué)技術(shù)正在快速迭代中,預(yù)計(jì)今年下半年將會(huì)帶來(lái)基于光波導(dǎo)技術(shù)的整體光機(jī)解決方案。
目前,瑞聲科技的 AR 光學(xué)技術(shù)正在快速迭代中,預(yù)計(jì)今年下半年將會(huì)帶來(lái)基于光波導(dǎo)技術(shù)的整體光機(jī)解決方案。
(三)XR 聲學(xué),標(biāo)配功能的“新故事”怎么講?
“聽(tīng)覺(jué)對(duì)于感知周圍世界至關(guān)重要,我們想要聲音聽(tīng)上去是來(lái)自你周圍空間的,與真實(shí)世界融為一體的,Vision Pro 因此有了一套全新的空間音頻系統(tǒng)。”
“Vision Pro 音頻使用新的空間音頻系統(tǒng),帶有雙驅(qū)動(dòng)器音頻吊艙和環(huán)境空間音頻;將聲音與用戶的房間相匹配,并使用音頻光線追蹤分析用戶空間中的具體材料,以提供足夠出色的音頻聽(tīng)感。”蘋(píng)果高級(jí)總監(jiān)理查德(Richard Dinh)介紹道。
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XR 硬件不僅僅是一套近眼顯示系統(tǒng),還是一個(gè)近耳聲學(xué)設(shè)備。人類對(duì)于距離越近的東西,感知力(聽(tīng)、看)也就越強(qiáng),與此同時(shí),對(duì)于近耳聲學(xué)的要求也就越高。XR 聲學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比重甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手機(jī)和 PC,它不僅影響著頭戴設(shè)備的體積重量、性能、散熱、功耗,更直接關(guān)系到用戶的沉浸感和舒適度。
瑞聲科技作為一家以聲學(xué)傳感起家而聞名全球的公司,在 XR 聲學(xué)方案方面通過(guò)高精密揚(yáng)聲器聲學(xué)器件與空間聲學(xué)等算法,為 XR 設(shè)備提供聲學(xué)解決方案。
圖源:瑞聲科技
瑞聲科技的空間音頻算法可以提供沉浸式空間音效,對(duì)各類音源做音效后處理,保證原本音樂(lè)特性同時(shí)擴(kuò)大聲場(chǎng)范圍,提升現(xiàn)場(chǎng)感。并且還能將聲音區(qū)分,增加聲音定位,還原真實(shí)場(chǎng)景體驗(yàn),同時(shí),該空間音頻算法還支持低延時(shí) 360° 頭部追蹤。
這意味著在 VR/MR 設(shè)備使用中,你將聽(tīng)到來(lái)自距離你不同窗口的聲音,在視頻通話和虛擬社交等場(chǎng)景中進(jìn)一步提升“真實(shí)感”體驗(yàn)。
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外觀與人體工學(xué)設(shè)計(jì)是 XR 設(shè)備的核心設(shè)計(jì)要素,這要求產(chǎn)品內(nèi)部每一塊零部件都在體積上做減法,性能上做加法?;诖耍鹇暱萍紴閄R設(shè)備量身定制了各類不同尺寸,不同品類定位的元器件。
目前,瑞聲科技已經(jīng)推出了首款針對(duì) AR 眼鏡的專用超線性揚(yáng)聲器,區(qū)別于傳統(tǒng)較厚的圓形揚(yáng)聲器,AR 揚(yáng)聲器件為更輕薄的長(zhǎng)方形設(shè)計(jì),以 8x20x3mm 的體積, 1.45g 的重量,搭配于 AR 眼鏡鏡腿側(cè)。
該款揚(yáng)聲器已應(yīng)用于 AR 廠商 Rokid 今年發(fā)布的旗艦 AR 眼鏡 Rokid Max 之上。瑞聲科技 AR 專用超線性揚(yáng)聲器的聲學(xué)效能與輕薄體積,也讓 Rokid Max 在聲學(xué)性價(jià)比方面也更加 MAX。
圖源:瑞聲科技
除了聽(tīng)以外,“說(shuō)”同樣重要?;?XR 設(shè)備本身的應(yīng)用場(chǎng)景與頭戴式設(shè)計(jì),瑞聲科技打造了 AR/VR 拾音方案。瑞聲科技通過(guò)提供麥克風(fēng)陣列+ EndFragment 算法定向拾取人聲,加上小尺寸、高性能、低功耗、更智能的麥克風(fēng)器件,來(lái)滿足客戶需求。
李建國(guó)表示:針對(duì) XR 硬件,目前我們主推的是指向性麥克風(fēng)解決方案。它基于佩戴者本身進(jìn)行音頻采集,而隔絕周圍噪音,可以大大提升用戶在室外等雜音較多場(chǎng)景的使用體驗(yàn)。
圖源:瑞聲科技
算法能否最大化實(shí)現(xiàn)理想效果,除了算法本身外,還需要硬件傳感的支持,而微型聲學(xué)傳感器也正是瑞聲科技的核心技術(shù)。軟硬件的結(jié)合,讓瑞聲科技把 XR 的聲學(xué)故事做到了“沉浸式”。
(四)6DoF 觸覺(jué)反饋手柄,結(jié)合成熟的 RichTap SDK
手柄是 VR 設(shè)備的重要交互工具,它可以讓用戶在虛擬世界中進(jìn)行各種操作和互動(dòng),從而增強(qiáng)沉浸感和代入感。近兩年的手柄進(jìn)化方向趨勢(shì)也非常明顯,主要有兩個(gè)特征,即產(chǎn)品形態(tài)越來(lái)越小,交互越來(lái)越精準(zhǔn)。
基于 VR 行業(yè)的手柄交互趨勢(shì),瑞聲科技還形成了軟硬件的自追蹤手柄方案(基于客戶需求,也可定制傳統(tǒng)紅外交互手柄),可以讓 VR 設(shè)備實(shí)現(xiàn) 6DoF(六自由度)交互,從而提升用戶的操作自由度和精確度。
圖源:瑞聲科技
這套方案包括:
手柄本體:采用瑞聲科技的寬頻率振動(dòng)馬達(dá)、自適應(yīng)扳機(jī)、陀螺儀等核心觸覺(jué)反饋組件,實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)的觸覺(jué)反饋、阻力調(diào)節(jié)、姿態(tài)識(shí)別等功能。
攝像頭:采用瑞聲科技的新一代低功耗、低成本 SLAM 攝像頭,相比此前的 OV 7251 模組更具競(jìng)爭(zhēng)力 。
瑞聲科技在振動(dòng)反饋的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)了力度反饋的自適應(yīng)扳機(jī)技術(shù),可以讓 XR 設(shè)備的手柄根據(jù)不同的游戲場(chǎng)景和操作,實(shí)時(shí)調(diào)整扳機(jī)的阻力和反饋,從而增強(qiáng)用戶的沉浸感和代入感。例如:在賽車游戲中,自適應(yīng)扳機(jī)可以模擬出油門和剎車的阻力和反饋,讓用戶感受到車輛的速度和制動(dòng);在射擊游戲中,自適應(yīng)扳機(jī)可以模擬出不同槍械的扣動(dòng)力度和后坐力,讓用戶感受到槍械的真實(shí)性和差異性。
基于瑞聲科技手柄帶來(lái)的全新體感升級(jí),瑞聲科技還推出了 RichTap® 觸感解決方案,為內(nèi)容開(kāi)發(fā)者提供了開(kāi)放的 SDK,可以方便地在游戲中集成自適應(yīng)扳機(jī)和觸覺(jué)反饋的功能,打通從上游供應(yīng)商軟硬件算法到內(nèi)容制作的生態(tài)壁壘。
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(五)從點(diǎn)到面,瑞聲科技集成 XR 整機(jī)一條龍
從 Pancake VR 光學(xué)、AR 衍射光波導(dǎo)、XR 聲學(xué)傳感元件、音頻算法、XR 攝像頭、振動(dòng)馬達(dá)的“點(diǎn)”到 Pancake VR 光學(xué)模組,XR 音頻軟硬件解決方案,自追蹤 6DoF 手柄方案的“線”,最終形成了瑞聲科技的 XR 業(yè)務(wù)“面”。
憑借原有產(chǎn)業(yè)鏈的加工體系,龐大的生產(chǎn)基地的協(xié)同,瑞聲科技已具備從單點(diǎn)技術(shù)到整機(jī)產(chǎn)品的全鏈路解決方案。無(wú)論是硬核技術(shù),還是交付能力,對(duì)于業(yè)內(nèi)來(lái)說(shuō),無(wú)疑它是一個(gè)超級(jí)大玩家。
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Vision Pro 是蘋(píng)果在 XR 領(lǐng)域的首次嘗試,結(jié)合蘋(píng)果強(qiáng)大的軟硬件生態(tài)和品牌影響力,或?qū)⑽嗟南M(fèi)者關(guān)注和嘗試 XR 產(chǎn)品。C 端出貨量的增長(zhǎng),必將導(dǎo)致上游需求的增多。并且伴隨著蘋(píng)果“Vision Pro”上線的各類軟硬件標(biāo)準(zhǔn),XR 產(chǎn)業(yè)上游必將激起新一輪競(jìng)賽。越來(lái)越多大玩家入局,有望打破原有的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),激起業(yè)內(nèi)又一次技術(shù)與創(chuàng)新的百家爭(zhēng)鳴,對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈的升級(jí)與加速,會(huì)有進(jìn)一步推動(dòng)作用。
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