文/VR陀螺 Pancake
從“芯”開始,AR 智能硬件產(chǎn)業(yè)正在迎來屬于它的奔騰年代。
在 VR 市場熱情高漲的同時,AR 產(chǎn)業(yè)在年底也迎來了一份驚喜。11 月 17 日,高通在 2022 驍龍峰會期間正式推出第一代專為 AR 智能眼鏡打造的第一代驍龍AR2(以下簡稱AR2)平臺。
就 VR陀螺看來,驍龍AR2平臺的推出,意義重大。一方面表現(xiàn)在,該芯片平臺的出現(xiàn),有利于解決當前 AR 智能眼鏡在性能、續(xù)航、體積與顯示上的不平衡問題,促使產(chǎn)業(yè)正向發(fā)展,C 端放量;另一方面,伴隨著專注于 AR 產(chǎn)業(yè)的驍龍 AR2 平臺的推出,高通也進一步完善了其 XR 板塊的芯片布局,作為全球第一款真正意義上專注于 AR 智能眼鏡的芯片平臺,高通也得以繼續(xù)保持了其在 XR 產(chǎn)業(yè)的核“芯”領導地位。
值得注意的是,在驍龍 AR2 之前,高通已經(jīng)推出過面向 VR/AR/MR 智能硬件的驍龍 XR1、XR2、XR2+三款芯片平臺。高通驍龍 AR2 究竟意欲何為,重復布局,還是新一代的上位替代品?
本文將圍繞以上問題,以產(chǎn)業(yè)視角,從當前 AR 行業(yè)面臨的挑戰(zhàn),對比驍龍 XR2 產(chǎn)品定位,嘗試解析高通驍龍 AR2 的出發(fā)點,以及未來對于 AR 智能終端形態(tài)和市場的影響。
圖源:高通
AR眼鏡四大產(chǎn)品難題:
性能、輕薄、續(xù)航、顯示
首先,回顧目前 AR 產(chǎn)業(yè)所面臨的產(chǎn)品問題。
目前全球商業(yè)化 AR 眼鏡產(chǎn)品存在諸多種產(chǎn)品形態(tài),無論是采用分體式 BB 方案的主打觀影類眼鏡產(chǎn)品,又或是采用一體式的光波導、自由曲面 AR 眼鏡皆存在不同程度上的弊病,它們都很難在性能運算、功耗續(xù)航、體積重量與顯示效果四個最核心的層面拿出一份令人滿意的綜合成績。
(一)分體式 AR,未來受“線”
譬如采用 Micro OLED+Birdbath 的分體式投屏 AR 產(chǎn)品,這類產(chǎn)品優(yōu)點是可以將產(chǎn)品做到非常輕薄,在墨鏡擋片的加持下,提升畫面顯示對比度和亮度,能夠?qū)崿F(xiàn)40-60度視場角,畫面清晰,且重量普遍低于 80g,工藝成熟、成本較低,成為了目前 C 端市場的主流產(chǎn)品形態(tài)。
不過缺點也非常明顯,由于本身不含計算、存儲與電源單元,所以在使用時必須外接主機盒子、手機或 PC 才能點亮畫面。一根連接線連接了終端,點亮了 AR 眼鏡,也成為了其場景進一步拓展的枷鎖。
也許分體式投屏 AR 眼鏡會在未來很長一段時間存在,但基于它有限的使用場景,非剛需的使用需求,注定了其有限的未來市場。不過,目前很多 AR 廠商之所以推出分體式投屏 AR 眼鏡,其中很大原因卻在于一體式 AR 眼鏡很難兼顧佩戴舒適度和輕薄的體積。
圖源:網(wǎng)絡
(二)一體式AR,前期探索中
目前市面上已有不少基于光波導的一體式 AR 眼鏡出現(xiàn),它們雖然做到了輕薄的類眼鏡形態(tài),但是往往會在顯示效果、續(xù)航和性能上進行折中。
這類產(chǎn)品通常使用可穿戴設備的移動平臺,雖然可滿足一些輕度 APP 的運行使用,不過性能非常受限,顯示效果方面,也因為成本和重量考慮,某些產(chǎn)品僅做單目顯示,為保證一體式 AR 眼鏡的美觀設計與穿戴舒適性,電量容量的設定也會非常低,一般僅為數(shù)百毫安。
當然,也有一些不愿意妥協(xié)的一體式 AR 眼鏡,它們主打 B 端場景,所以在產(chǎn)品設計方面,幾乎不考慮戶外穿戴的輕薄設計,致力于增強性能、顯示與續(xù)航,如采用LBS+衍射光波導+高通驍龍 850 的微軟 HoloLens 2,重量達到了 566g。
圖源:網(wǎng)絡
而現(xiàn)在高通驍龍 AR2 的出現(xiàn),就可以更好地平衡一體式 AR 智能眼鏡在性能運算、功耗續(xù)航、體積重量之間的關系,同時保證更好的顯示效果,提供更多的 AR 拓展能力。相對于高通此前推出的一體式 Soc 驍龍XR1和XR2系列 來說,驍龍 AR2 更加專注于當前 AR 眼鏡所面臨的這些挑戰(zhàn)。
驍龍AR2:
分布式芯片架構,邊緣化處理
驍龍 AR2 平臺采用多芯片架構,主要由 AR 處理器、AR 協(xié)處理器和連接平臺三部分構成。
從高通展示的解決方案來看,三個芯片模塊分別位于眼鏡左右鏡腳與雙鏡片中心,該設計的主要目的在于平衡 AR 眼鏡的左右兩邊的重量,并且讓產(chǎn)品整體的體積設計更加均勻一致,不會讓眼鏡在某一塊過于集中和突兀。
圖源:高通
其中,位于眼鏡左鏡腿的 AR 處理器,主要承載信息感知和顯示輸出的重要功能。它采用了 4nm 工藝制程,相對于驍龍 XR2 的 7nm 工藝制程,集成電路的精細度更高且功耗更低,內(nèi)部集成了 9 個模塊。
包括核心處理器 CPU 模塊;Memory 模塊,數(shù)據(jù)存儲以及計算任務運行;Spectra ISP單元,用于環(huán)境傳感與追蹤,照片和視頻拍攝;視覺分析引擎,擁有更低的內(nèi)存占用,更快的延遲運算;Hexagon 處理器,主要用于手勢追蹤和更高質(zhì)量的圖像處理;以及 Adreno 視頻處理單元、重投影引擎、Adreno 顯示處理單元、驍龍?zhí)幚砥靼踩珕卧?/strong>
圖源:高通
中心部位的 AR 協(xié)處理器,作用在于傳感器聚合,AI 和計算機視覺的處理;該處理器采用單芯片解決方案,內(nèi)部集成了CPU、計算機視覺引擎、嵌入式 AI 加速器等 6 個模塊,能夠處理眼球追蹤、虹膜驗證等功能,而眼球追蹤、虹膜被視作未來 XR 終端中用來交互、注視點渲染、身份識別、隱私安全設置、支付設置的核心技術解決方案。
從該協(xié)處理器的解決方案出發(fā),可以看出該芯片設計更偏向于“讓眼鏡具備感知功能”的一系列傳感處理。雖然目前在 AR 智能眼鏡上類似的傳感器應用仍然極為少數(shù),但向 VR 產(chǎn)業(yè)看齊,眼動追蹤面部識別等先進人機交互傳感,應用僅僅只是時間問題。
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右鏡腿的連接模塊,搭載了 FastConnect 7800 移動連接系統(tǒng),主要用于智能眼鏡與手機之間進行網(wǎng)絡連接,當 AR 眼鏡內(nèi)有較大型的運算任務需要處理時,如運行一款 AR 游戲,為保證產(chǎn)品功耗以及最終呈現(xiàn)效果,終端設備就會將該任務傳輸?shù)酱钶d驍龍平臺的手機、PC等終端,讓它們變成 AR 眼鏡的邊緣“云主機”,在移動終端處理完之后,再將畫面等數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖坨R端進行顯示。
據(jù)悉,該網(wǎng)絡模塊支持 WiFi 7 無線網(wǎng)絡,時間延遲可穩(wěn)定保持在兩毫秒以內(nèi),峰值速率可達 5.8Gbps,功耗與前代平臺相比也降低了 40%,這將使 AR 眼鏡和主機設備(包括智能手機)之間可以進行穩(wěn)定且更長時間的數(shù)據(jù)傳輸。
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據(jù)介紹,高通驍龍 AR2 的主處理器的尺寸為 12mm*10mm,協(xié)處理器的尺寸為 6.65mm*4.2mm,相比于上一代基于 XR2 的 AR 智能眼鏡無線參考設計,PCB 尺寸縮小了40%,信號線數(shù)量較少了 45%。在三個模塊化處理的共同支持下,相對于驍龍 XR2,驍龍 AR2 的整體功耗降低了 50%,小于 1W。
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另外,驍龍 AR2 在圖像分類、圖像識別和手勢追蹤上的 AI 性能相比于驍龍 XR2 也有了不同程度的提升,整體 AI 性能相比前一代提升了2.5倍。
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這是高通分布式架構布局的成果,亦是半導體產(chǎn)業(yè)進步的必然結果。
驍龍 AR2 的分布式芯片架構設計,分布式網(wǎng)絡渲染處理,從產(chǎn)品設計架構,到渲染處理上完全區(qū)別于一體式集成的驍龍XR1和驍龍XR2。它能夠動態(tài)地將時延敏感型感知數(shù)據(jù)處理直接分配給眼鏡終端,把更復雜的數(shù)據(jù)處理需求分流到搭載驍龍平臺的智能手機、PC 或其他兼容的主機終端上。
從XR2到AR2
不是芯片迭代,而是產(chǎn)品補充
驍龍 XR2 是高通在 2020 年第一季度推出的針對 VR/AR/MR 的一體式 Soc,它采用 7nm 制程工藝,擁有 8 核心 8 線程,最大主頻可達 2.5Ghz,集成 Adreno 650,擁有強大的獨立運算能力,以及對于計算機視覺、定位追蹤、高分辨率視頻等技術的支持以及各種功能的拓展。
這也造成了它需要較大的 PCB 去配合使用,以及 8W 的功耗 TDP,對于硬件的體積占用以及電池續(xù)航都有更高的要求。
現(xiàn)階段AR與VR是兩條不同的產(chǎn)品路徑,所針對的場景也全然不同。VR需要強沉浸、強交互,目前VR設備4K-5K的畫面、空間定位、眼動追蹤等標配下,對于處理平臺的性能要求越來越高,即便是 XR2 ,從PC平臺移植的過程中也需要大幅減面,以減輕畫面的渲染壓力。
而相對來說,AR目前主要用于觀影、信息提示、導航、翻譯以及一些輕交互體驗場景,畫面視場角相對較小,所需要處理的畫面信息較少,所以對處理性能的需求相對不高。所以更小尺寸,更低功耗的 AR2 平臺也成為了現(xiàn)階段更好的選擇。
不過 VR陀螺認為,驍龍 AR2 平臺的推出,并不意味著 AR 硬件市場會完全拋棄驍龍 XR2和驍龍XR2+,在某些不考慮美觀設計,而考慮實用性,對網(wǎng)絡需求較低,對本地運算要求較高的 B 端應用場景時,驍龍 XR2和XR2+ 的優(yōu)勢就會突顯。
總體看來,驍龍 AR2 平臺并非 XR2 或 XR2+的迭代或替代品,它更像是高通對于 AR 板塊的一項補充,是根據(jù)現(xiàn)階段 AR 底層技術發(fā)展所提供的一種符合當下的解決方案。
現(xiàn)階段需要怎樣的 AR 智能眼鏡,高通的 XR 芯片產(chǎn)品布局或許已經(jīng)給出了答案——“芯”多元化,產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品才能更加多樣化。
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AR產(chǎn)業(yè)資本活躍
高通能否再領行業(yè)走向黃金時代?
從 2012 年谷歌發(fā)布 Google Glass 以來,AR 硬件產(chǎn)業(yè)浮浮沉沉數(shù)年,產(chǎn)品少、市場小、熱度低。而近兩年伴隨著元宇宙概念的興起,新消費體驗需求的增加,光學顯示技術的逐步成熟,AR 產(chǎn)業(yè)熱度明顯提升,更是迎來了一輪又一輪的“明星”創(chuàng)業(yè)熱潮、投資熱潮。
2021 年,TCL 旗下專注于 AR 產(chǎn)品的公司雷鳥創(chuàng)新正式成立、前天貓精靈的產(chǎn)品總經(jīng)理、小米電視合伙人茹憶成立李未可;2022 年,羅永浩叕創(chuàng)業(yè),宣布 AR 新公司細紅線并于近期獲得5000 萬美元融資;XR 行業(yè)老將王潔再創(chuàng)業(yè),成立 AR 公司天趣星空......
據(jù) VR 陀螺不完全統(tǒng)計,截止目前,國內(nèi)涉及 AR 智能眼鏡的硬件企業(yè)已達 30 余家,投資機構從產(chǎn)業(yè)基金到美元基金更是不勝枚舉。資本市場的活躍,也讓上游供應鏈有了十足信心,從底層材料到核心光學,上游供應鏈廠商積極布局。
圖源:網(wǎng)絡
而這一次半導體巨頭的高通邁出的 AR “芯”一步,更是為整個行業(yè)打了一針強心劑?;赝悄苁謾C產(chǎn)業(yè)發(fā)展的十余年時間里,高通已經(jīng)證明了它的硬實力,每一次芯片系列產(chǎn)品的推出,移動平臺的迭代,制程工藝的升級,都會為消費體驗帶來巨大的飛躍,從而帶動品牌硬件市場、游戲軟件市場,拉動整個產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。
作為 XR 產(chǎn)業(yè)的一員,我們深切希望 AR 智能眼鏡產(chǎn)業(yè)也可以“從'芯'起,重新起,到興起”。
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