AR/VR为什么还没有普及

　　刚刚过去一年对全球消费电子和互联网巨头们来说非常忙碌，华为、脸书、亚马逊以及苹果纷纷推出各自的最新产品。在众多新上架产品中，华为等三家企业分别都推出了自己的AR/VR（虚拟/增强现实）产品，而苹果在WWDC上也推出了AR开发套件，加上上半年微软推出的Hololens2代新产品，可以说智能眼镜产品或头显类智能装置领域，遇到了这两年少有的产品亮相的大年。

　　早在2012年，谷歌就推出过初代的AR眼镜，之后大众对三四年前那轮AR/VR创业潮也记忆犹新，那时身边也非常容易见到冠之场景体验的各种头显类AR/VR类产品，很多消费者被科技风潮带动出非常高的应用期待，但真正体验之后发现各种问题还很多。

　　主要的问题有四类，第一就是显示质量不高，包括大视场角（FoV）狭小、画面颗粒感明显、亮度与对比度不高、色彩不高丰富等等。第二是内容与头显应用选择有限，在信息时代，任何电子如果没有好的内容呈现，注定不会成功。第三是交互性不好，各种交互方式都存在界面不够简洁直观、识别难度大，操作困难等问题。第四是容易产生眩晕等生理不适感，不同用户的身体生理条件不同，可能不适程度也不一样，特别是以屏蔽外界环境的VR类设备尤甚。

　　经过了两三年后，这些共性的技术问题目前的解决方案问世了么？从整个AR/VR行业的技术进展看，部分问题目前取得了一些技术进步，但是离根本解决还有相当大的距离。

　　仅就显示性能的改进与优化来讲，VR设备要想在现有技术条件下，同时实现大视场角（FoV）、高清晰度（PPD）和轻便紧凑等理想性能基本不可能。比如要实现视网膜屏幕效果的VR显示，单位角度像素密度要达到60PPD（确切说是57.6PPD），在保证这个参数的同时，还要达到正常人110度及以上的视场角，采用的手段就是使用光学透镜放大视场，在VR设备的狭小空间内，基本就等于2寸左右的显示部件要达到6K以上级别的水平像素总量，这无疑是非常大的技术挑战。

　　对于AR设备，产品显示性能主要吐槽点就是显示亮度和视场角不够，从产业近两年的解决思路来看，以硅基液晶（LCoS）微投影结合光波导显示是目前较为理想的解决方式，但这种方式目前的问题是光波导镜片的制造难度非常大，产品良率很低，造成成本异常高昂，而LCoS技术的短板则是对比度比较低，无法呈现丰富的色彩。但AR与VR设备最大的不同是，AR需要跟实际环境相结合，根据观察者实际视野，特别是主视野区内所生成的辅助和增强型视觉内容，这就要求设备需要让使用者自然产生内外影像结合的一致性视觉体验，不需要在不同焦距之间来回切换视平面，目前看，当前AR比VR设备在视觉显示方面的技术方案选择更为有限。

　　针对内容和应用少的问题，是个与产业成熟度高度关联的问题，也是粗浅的常识，或者说是个鸡和蛋的问题，硬件性能没有优化到理想程度，部件与系统平台的规格没有阶段性收敛，建设于系统平台上的应用与内容也不会丰富。不过最近两年，基于Facebook旗下的Oculus4款主要硬件产品，其VR开发平台已经推出了近千款VR应用，让我们看到，行业巨头在应用开发和内容制作方面还是比初创企业有更多的资源和专注力来引领一个产业和技术方向。

　　交互方式的问题，一方面来自目前AR/VR的应用场景完全不同，VR目前只能在空间有限和固定位置的场景下使用，在内容呈现的单一场景下，可以不需要交互设定，而在互动型应用，比如游戏应用，目前各种手柄是人机交互可行实用的主流方式。AR的交互方式则呈现非常多元化的面貌，包括触控交互、手势识别、眼球追踪、姿态感知、语音交互甚至脑波读取等技术方式，都有不同企业针对各自的产品分别采用，从另一个角度说明，交互方式对于AR来说还没有一个理想有效技术路径，也是交互技术不成熟的表现。从另外一个方面来说，AR或VR核心技术解决方案没有确定或者收敛之前，交互方式只是外围应用技术应该解决的问题，虽然一样复杂，但目前还不是最亟待解决的问题。

　　眩晕问题对于技术层面来讲，是一个多层次AR/VR技术不成熟的表现，对于一般运动平衡正常的人来说，VR设备带来的眩晕感主要来自画面与身体位置感知不同步，这有可能来自显示面板动态响应速度和帧频，有可能来自图像处理速度，有可能来自影像传输速度，或者几个环节的叠加。显示部件动态能力提升，可以选用高动态特性的显示技术，比如OLED、OLEDoS、LCoS等，随着技术改进和提升，FastLCD、Micro-LED等新技术的出现也可以大幅改善显示面板动态画面迟滞的问题。图像处理能力就要看选用什么样的方式做图像渲染和影像处理，对于4K量级及以上的面板来说，全彩高速图像渲染虽然有相应的GPU和技术方案，但游戏类VR设备由于需要应对大量冗余数据的迸发处理，现有的方案并不那么得心应手。对于理想的AR设备来说，虽然没有像VR那样重度的图像渲染要求，但与环境结合的实景建模，随时与焦平面保持一致的图像合成，一样会大量消耗系统的图像处理能力。如果把图像处理放在云端，就面临图像传输的延迟问题，现阶段VR的图像处理不具备云端设置的条件，而AR设备，如果有强实时性要求也是不适合置于云端的。眩晕问题的另一面，是人体运动平衡感知敏感度不同造成的，跟晕车晕船的机理一致，有些人能够通过适应性调节可以接受更长时间的使用，有些则可能5分钟就会产生呕吐反应，无法适应。

　　很多消费者寄希望于5G时代带来高带宽、低延时的通讯条件，他们认为这样对AR/VR产品性能的优化有非常大的帮助，笔者认为这只解决了部分设备需要远端图像处理和LBS功能的通讯需求，对于本地设备需要解决的完美显示、快捷感知、佩戴轻便等性能是没有直接帮助的。

　　即便我们解决了上述所有的技术障碍和问题，更优越的显示、计算、通讯性能，需要更高的能耗，无论把部分性能放在本地还是云端，计算能力和通讯能力的提升都需要更多的能源消耗。目前VR可以有限移动，而AR设备则是一个完全面向开放环境的穿戴式设备，需要本地解决能源供给，针对不同场景下的续航力要求，还要平衡产品舒适性和电池重量，来消除不适感，这也是非常棘手的挑战。

　　还有一些当前次要但非常关键，并会直接影响用户体验，进而决定用户使用意愿的问题，比如电子部件的发热对于佩戴型设备非常棘手，高计算能力、高通讯带宽都会带来更严重的发热，设备发热量和散热方式将会成为后续产品开发的重点研究领域。另外，眼镜型设备都隐含有定制化需要，用户瞳距、是否为近视眼、近视程度、用眼习惯等都直接影响着每一个消费者的使用意愿。

　　回到本文开始的部分，虽然今年巨头企业发布了众多智能眼镜类别的产品，但华为和亚马逊的产品本质是智能音箱或者蓝牙耳机，并不具备任何AR功能，微软的Hololens二代MR产品也只对开发者和行业用户开发销售，价格高企。苹果虽然一直推广其手机和平板产品的AR应用和开发套件，但其AR眼镜型产品依旧停留在传说中。而第一个推出AR眼镜的谷歌，在Cardboard失利、Daydream疲软的市场表现下，干脆没有任何眼镜产品的发布消息。只有Facebook的Oculus还在VR领域奋力开拓，以其目前的进展看，游戏领域还是非常适合的VR设备开发方向，但目前也不具备渗透到大众市场的任何可能。

　　对于AR和VR的消费级市场前景，只能说道阻且长，还需加倍努力。