拆解HoloLens深扒AR產(chǎn)業(yè)底牌

　　近日來(lái)，除了火爆的VR消息不斷，你會(huì)發(fā)現(xiàn)AR公司們更是頻頻爆出大筆的融資信息。尤其是投資者還是阿里、騰訊、聯(lián)想、盛大這樣的互聯(lián)網(wǎng)巨頭。

　　而國(guó)內(nèi)外AR公司中，除了有Magic Leap這種自帶吸金體制的魔性獨(dú)角獸，也有HoloLens、EPSON等少數(shù)做出產(chǎn)品的公司，更有聯(lián)想在端午小長(zhǎng)假推出AR手機(jī)phab。

　　對(duì)于AR我們想問(wèn)：

　　究竟難在哪里，為嘛你進(jìn)度這么慢？VR和AR差別究竟有多大？AR的爆發(fā)離我們究竟有多遠(yuǎn)？我們推薦一篇來(lái)自莫尼塔的AR報(bào)告給你。上面的問(wèn)題都會(huì)得到解答。

　　VR與AR的差別

　　我們先來(lái)直觀對(duì)比一下二者的不同，從以下五個(gè)方面。

　　AR作為人工智能的一個(gè)分支，難點(diǎn)在于如何讓計(jì)算機(jī)理解和重構(gòu)3D世界，主要借助計(jì)算機(jī)視覺(jué)和深度學(xué)習(xí)等方式，對(duì)算法、軟件要求比VR高。

　　VR實(shí)現(xiàn)的是完全虛擬世界的呈現(xiàn)，低延遲、高清晰度的顯示和交互等是體驗(yàn)的重要指標(biāo)。相對(duì)而言對(duì)硬件能力的要求比AR高，而且呈現(xiàn)的都是虛擬內(nèi)容，內(nèi)容制作環(huán)節(jié)難度大。

　　AR的技術(shù)難點(diǎn)

　　AR系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理、3D注冊(cè)、顯示、人機(jī)交互等技術(shù)環(huán)節(jié)，通過(guò)攝像頭獲取真實(shí)環(huán)境信息，結(jié)合傳感器進(jìn)行定位跟蹤、交互，通過(guò)顯示設(shè)備生成虛擬場(chǎng)景，疊加到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。

　　當(dāng)前技術(shù)方面的最大阻礙是顯示技術(shù)和三維注冊(cè)–跟蹤定位技術(shù)。其中，顯示技術(shù)的突破對(duì)未來(lái)行業(yè)格局形成最為關(guān)鍵，消費(fèi)刺激和行業(yè)關(guān)注未來(lái)會(huì)大大加速算法、技術(shù)的提升。

　　顯示技術(shù)

　　互聯(lián)網(wǎng)巨頭在顯示技術(shù)領(lǐng)域研究方向不同，更好的技術(shù)仍在研發(fā)中。

　　近眼眼鏡實(shí)現(xiàn)3D有兩種主要技術(shù)：Stereoscopic（立體）和Light Field（光場(chǎng)）。

　　Stereoscopic最大的問(wèn)題是無(wú)法實(shí)現(xiàn)主動(dòng)選擇性聚焦，長(zhǎng)時(shí)間佩戴會(huì)出現(xiàn)暈?，F(xiàn)象，但成像原理相對(duì)簡(jiǎn)單，目前現(xiàn)有頭戴式基本采用這種方法，包括Hololens。

　　采用這種顯示方式，光導(dǎo)透明全息透鏡是主要難點(diǎn)。

　　第一，受限于制造工藝，提供面積大的鏡片成本高、良率低，目前Hololens只能提供40°視野。

　　第二，鏡片很厚，目前很多機(jī)構(gòu)在研究如何讓鏡片變薄。

　　全球在“鏡片變薄”方向的最新進(jìn)展是：

　　2016年3月澳大利亞國(guó)立大學(xué)日前宣布制造出世界上最薄的透鏡，僅有6.3納米厚，是人頭發(fā)絲直徑的兩千分之一。

　　美國(guó)航空航天局（NASA）官網(wǎng)報(bào)道，NASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）與加州理工學(xué)院研究人員合作開(kāi)發(fā)了一種超薄光學(xué)透鏡，通過(guò) “元表面”（metasurface）技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)光路的控制，可應(yīng)用于先進(jìn)顯微鏡、顯示器材、傳感器、攝像機(jī)等多種儀器，使光學(xué)系統(tǒng)集成度大大提高，并使透鏡制造方式產(chǎn)生革命性變化。

　　產(chǎn)業(yè)界，以色列Lumus為代表的多個(gè)公司引入光導(dǎo)技術(shù)，但工藝復(fù)雜，目前還沒(méi)有量產(chǎn)。

　　當(dāng)前Hololens采用LCos投射技術(shù)（Google Glass也采用LCos），應(yīng)用Himax的投影產(chǎn)品，但此前也有報(bào)道稱Hololens采用TI DLP Pico進(jìn)行顯示研發(fā)，在投影領(lǐng)域DLP已經(jīng)有較大的市場(chǎng)份額，而近年來(lái)，LCos技術(shù)進(jìn)一步成熟，產(chǎn)業(yè)鏈也逐步擴(kuò)大延伸，未來(lái)有很大的發(fā)展機(jī)會(huì)。下表簡(jiǎn)要對(duì)比了LCos技術(shù)與DLP技術(shù)的一些優(yōu)缺點(diǎn)。我們?cè)跀U(kuò)大化的LCos產(chǎn)業(yè)鏈中，看到了較多國(guó)內(nèi)廠商的身影。

　　Light Field光場(chǎng)技術(shù)作為近眼3D的另外一大技術(shù)路線，其代表者就是Magic Leap。

　　這種方法的技術(shù)核心是光導(dǎo)纖維投影儀（Fiber OpTIc Projector），基于激光在光導(dǎo)纖維中傳播后從纖維的端口射出時(shí)輸出方向和纖維相切的原理，Magic Leap通過(guò)改變纖維在三維空間中的形狀，特別是改變纖維端口處的切方向，控制激光射出的方向，直接投射到視網(wǎng)膜。

　　光場(chǎng)顯示需要計(jì)算整個(gè)四維光場(chǎng)，其計(jì)算復(fù)雜度提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，這是技術(shù)瓶頸之一。

　　同時(shí)，精確的調(diào)控機(jī)械部件，使得每一個(gè)纖維都穩(wěn)定自然地顫動(dòng)，并且顫動(dòng)的模式要和數(shù)據(jù)傳輸相互同步，并且這種顫動(dòng)不能受外界噪音的影響，這也是技術(shù)難點(diǎn)。

　　目前此技術(shù)還在實(shí)驗(yàn)室階段，Magic Leap只有Demo，沒(méi)有對(duì)應(yīng)產(chǎn)品。

　　三維注冊(cè)技術(shù)

　　三維注冊(cè)過(guò)程通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)用戶頭部位置和方向，確定要添加的虛擬內(nèi)容在攝像機(jī)坐標(biāo)系下的位置，包括標(biāo)定（確定攝像頭內(nèi)部參數(shù)）、跟蹤定位（確定虛擬內(nèi)容相對(duì)位置）、虛實(shí)對(duì)齊等環(huán)節(jié)，人眼的敏感程度對(duì)注冊(cè)精度提出了非常高的要求。