产品|困扰AR行业多年的技术难题，如何被一家新公司攻破
“人类的面前有两条路 。 一条是向外 ， 通往星辰大海；一条对内 ， 通往虚拟现实 。 ”科幻作家刘慈欣说 。
经历了2014-2016年的高潮期和2017-2019年的低谷期后 ， AR/VR产业在最近2年又重新火了起来 。
从发展潜力看 ， 这的确是一个增长迅猛且规模庞大的产业 。 招商证券预计 ， 到 2025 年全球 AR/VR 产业空间将达近两万亿元人民币 ， 年均增长率约54% 。
也是因为市场大、发展快 ， AR/VR产业已成投融资的热门赛道 。 民生证券研报显示 ， 2021年1-9月 ， 全球VR/AR产业投融资金额达407.09亿元 ， 已超过2020年全年投融资总金额（244亿元） ， 投融资并购案例达到248起 ， 其中国外158起、国内90起 ， 较上一年同期均大幅增长 。 国内外VR/AR产业投融资金额和数量均达到历史新高 。
与此同时 ， 科技巨头们纷纷加快布局虚拟现实产业的脚步 。 在国外 ， 苹果公司经过多年的酝酿之后 ， 定于2022年发布首款AR头显产品 ， 并计划逐步在10年内用AR设备取代iPhone；Facebook在更名为Meta的同时 ， 发布多款VR、AR产品；高通推出新一代XR芯片 。 在国内 ， 字节跳动90亿收购VR设备厂商Pico ， 爱奇艺VR完成数亿元B轮融资 ， 华为、小米、OPPO等先后发布AR眼镜 。
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最新的消息是 ， 在刚刚结束的2022年CES（全球消费电子展）上 ， VR/AR再次成为焦点 。 比如松下发布VR眼镜“MeganeX” ， 索尼带来PlayStation VR2虚拟现实头显产品 ， 而来自中国的雷鸟创新则发布两款自主研发的全新智能眼镜产品：NXTWEAR AIR 和 LEINIAO AR 。
在诸多AR眼镜中 ， LEINIAO AR凭借着技术上的重大突破而备受瞩目 。
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熟悉增强现实产业的人应该都清楚 ， 全彩MicroLED+光波导技术是AR行业多年难以突破的技术难题 ， 也是被微软、苹果等科技巨头所公认的最佳技术实现路径 。 作为业内首款双目全彩 MicroLED 全息光波导 AR 眼镜 ， LEINIAO AR首创全彩微显示引擎 ， 在效率、色散、可量产性上取得平衡 ， 率先在轻薄的眼镜形态上实现画面全彩高亮显示 ， 因此取得对行业技术瓶颈最关键的突破 。 这款AR眼镜的成功研发 ， 不仅有效地解决用户在使用AR眼镜时舒适度不高、显示不佳等体验问题 ， 也为AR行业发展提供可供参考的技术示范 。
也是因为这种技术领先性 ， 海外著名综合类媒体或者权威科技媒体密集对LEINIAO AR进行报道 。 其中 ， 华盛顿邮报表示：“与早期其他可穿戴头显不同 ， 这款眼镜使用全息波导技术 ， 在你的眼前显示图像 ， 而不让其他人看到 。 因为内置的镜片几乎是完全透明的 ， 这款AR眼镜便可以随时佩戴 ， 更像真实的眼镜 。 ”而CNET则评价道：“虽然目前还只是原型 ， 但他们还是实现了其他科技公司多年来努力但尚未实现的愿景 。 ”
除了媒体的认可 ， 从现场照片可以看出 ， 在CES线下展会上 ， LEINIAO AR同样引发用户的广泛关注 ， 展台前甚至排起了长队 。
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显然 ， 科技巨头和资本已经将AR/VR看作是继PC和智能手机之后的下一代主流计算平台 ， 因此才会争相竞夺这块大蛋糕 。
01
技术迈向成熟期
根据Gartner技术成熟度曲线 ， 一项新技术通常要经历5个发展阶段：技术萌芽期、期望膨胀期、泡沫破裂谷底期、稳步爬升复苏期、生产成熟期 。 在走过Gartner 技术成熟度曲线的前三个阶段后 ， AR/VR目前正处于稳步爬升复苏期 ， 未来将进入生产成熟期 。
在需求端 ， 受新冠疫情带来的居家时间变长、生活品质追求提升 ， 以及元宇宙等概念的推动 ，VR/AR产品登上越来越多消费者社交、娱乐等内容消费场景的必选清单 。
在产业端 ， 行业技术基础设施在完善 ， 5G的高带宽可让AR/VR设备传输几十G的高清视频 ， 低延时则能让用户戴上AR眼镜后 ， 在虚与实的操作获得更及时灵敏的体验 ， 减少卡顿带来的晕眩感 。
更重要的是 ， 整个行业的核心技术已经迎来新的突破 。
以AR为例 ， 显示与光学是影响AR眼镜用户体验最核心的两项关键技术 。
在目前AR硬件的主流显示技术当中 ， MicroLED效果最佳 ， 难度系数也最高 。 效果最佳 ， 是因为MicroLED由LED阵列高密度集成 ， 像素点间距仅10微米 ， 不仅能让设备轻便、色域广、成像分辨率高 ， 且无需借助背光 ， 因而成像效果亮度更高、对比度更强 。
难度系数高 ， 则是由于AR产品新增了尺寸要求高、红光效率低、难以全彩等技术难题 。 比如 ， 红色晶粒受自身材料特性限制 ， 量子效率低 ， 在同等电流下的发光亮度竟不及蓝色、绿色的十分之一 ， 因而严重限制MicroLED的亮度与色彩效果 。
光学技术也类似 。 在AR眼镜采用的三种主流光学方案中 ， 光波导技术性能最出色 ， 但量产难度也最高 。
光波导技术是让光线在波导中来回折射 ， 再将光传输到眼睛前方、形成远处的虚像 ， 用户最终看到的是一个透明镜片透射出来的图像 。 该技术能让AR眼镜轻薄 ， 大幅缩减体积和重量 。 厂商设计AR眼镜时 ， 无需将显示屏和成像系统放在眼前 ， 而是可以分布至眼镜架、额头顶等其他部位 ， 不仅提高外界光线的穿透率 ， 用户佩戴起来也更舒适 。
然而 ， 光波导面临更高的技术难度 。 首先 ， 传输效率低 ， 只有20%左右 。 这就导致光机光源亮度要求极高 ， 但又与体积小、功耗低的要求形成矛盾 。 其次 ， 容易产生亮度不均、彩虹纹等诸多问题 。
正因为MicroLED+光波导在技术上面临重重困难 ， 无论是国内还是海外发布的产品 ， 绝大多数都无法满足佩戴轻薄、高亮全彩等要求 ， 要么体型笨重 ， 要么只能实现单目单色 。
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但是行业的技术瓶颈 ， 还是被突破了 。 2021年10月 ， 行业首款双目全彩 MicroLED全息光波导眼镜——雷鸟智能眼镜先锋版正式发布 ， 这也正是本次CES上展出的LEINIAO AR的国内版本 。 除了文章开头提到的多项技术创新性之外 ， 这款眼镜还具备足够强大的场景优势 ， 未来将陆续上线信息提示、拍照分享、拍照翻译、智联控制、多屏呈现、实景翻译、车镜联动等功能 。
此外 ， 在2022年CES上面向全球首次亮相的NXTWEAR AIR， 作为一款消费级XR眼镜 ， 成功解决便携与大屏难以兼顾的矛盾 。 其采用双1080p MicroOLED面板和偏振BirdBath光学技术 ， 实现4米距离140 英寸等效大屏 ， 支持 2D、3D 观影 。 产品带标准版前挡镜片仅75 克 ， 为相同形态业内最轻 ， 该款眼镜在展会期间还荣获了权威机构IDG颁发的“最具创新产品奖” 。
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作为一家去年才成立的新公司 ， 雷鸟创新何以拥有如此大的能量？
02
厚积薄发
【产品|困扰AR行业多年的技术难题，如何被一家新公司攻破】从来没有随随便便的成功 ， 对技术创新来说更是如此 。 雷鸟创新看似横空出世 ， 实则也是厚积薄发 。
实际上 ， 雷鸟创新团队在半导体显示、人机交互、AIxIoT 以及软件、内容、用户场景、运营、全球化等领域均有深厚的沉淀 。 而且早在三年前 ， 雷鸟创新技术团队便开始从事AR相关领域的技术研发 ， 在AR行业具备足够的先发优势 。
不仅如此 ， 在整个研发过程中 ， 雷鸟创新技术团队不畏困难 ， 勇于突破 。 以雷鸟智能眼镜先锋版为例 ， 为翻越光波导这座大山 ， 雷鸟团队用时三年 ， 联合显示光学专家一同摸索、试验 ， 最终实现自研光波耦合分析和优化算法的突破 。 在光波导技术的研发中 ， 微软等业内玩家使用的是多层波导技术的妥协方案 ， 但雷鸟创新选了另外一条更难的道路 ， 那就是在单层光栅的基础上 ， 使用高折射率玻璃晶圆 ， 再配合自研的光波耦合分析算法 。 功夫不负有心人 ， 雷鸟创新这样另辟蹊径 ， 成功让此前困扰行业已久的大角度光线也能实现波导传输 ， 从而解决衍射波导方案的视场角问题 ， 极大地突破光波导工艺的技术瓶颈 。
虽然市面上不乏采用MicroLED+光波导方案的AR眼镜 ， 但它们大多是单色方案 ， 在一定程度上牺牲了成像体验效果 。 比如 ， 包括小米智能眼镜、OPPO Air Glass在内的AR硬件均只能发绿色光 。
为了让AR眼镜的彩色成像效果更优秀 ， 雷鸟在光波导与MicroLED的基础上 ， 经过多年的研发实验 ， 打造全彩微显示引擎 ， 对亮度、色彩、产品能耗进行高度平衡 ， 最终实现全彩MicroLED与单层超薄全息光波导的结合 ， 这才有了业内首款双目全彩MicroLED全息光波导AR眼镜 。
另外 ， 市面上AR产品大多十分沉重 。 为实现佩戴舒适 ， 雷鸟团队从理论研究到反复打样 ， 经过反复实验 ， 最终找到可行方案 ， 将整体重量控制在60克左右 。
目前 ， 雷鸟的AR新品研发以销售一代、准备一代、预研一代的速度不断向前推进 。
也正因为对行业技术瓶颈的突破和迅猛的产品研发速度 ， 雷鸟创新在第三方机构的评选中多次获奖：2021 年 11 月 ， 上榜 36 氪高成长力新消费品牌；2021 年 12 月 ， 获评VR陀螺“年度XR新锐企业” 。 在今年的CES上,由雷鸟创新研发的NXTWEAR AIR荣获IDG“最具创新产品奖” 。
写在最后
进入21世纪以来 ， 信息技术以十年为时间周期 ， 不断迭代社会的形态和人们的生活 。
第一个十年 ， PC互联网改变了人们获取信息、阅读新闻、查找资料、联络关系的方式；第二个十年 ， 智能手机和移动互联网让人们的社交、购物、娱乐等生活的方方面面变得更方便快捷 。
而下一个十年 ， 伴随着元宇宙的进化 ， VR/AR、5G、AI等技术的演进 ， 人们将进入一个与现实平行的虚拟世界 ， 各类生活、工作、娱乐场景将进一步数字化 。 这势必将进一步推动虚拟现实产业的迭代升级 ， VR/AR领域也将迎来更快速的发展 ， 属于雷鸟创新等行业创新者的故事 ， 其实也才刚刚开始 。
*以上内容不构成投资建议 ， 不代表华尔街见闻观点 ， 请独立判断和决策 。
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