文/VR陀螺 豌豆

前段時(shí)間扎克伯格與美國著名的計(jì)算機(jī)科學(xué)家Lex Fridman在元宇宙進(jìn)行了一場“面對面”的訪談，現(xiàn)實(shí)中的兩人相距數(shù)百英里，但通過3D掃描技術(shù)重建面部3D模型并結(jié)合AI驅(qū)動(dòng)，以及Quest Pro頭顯的面部捕捉功能，在高仿真的虛擬形象上實(shí)時(shí)反映面部表情。

扎克伯格強(qiáng)調(diào)自己理想的元宇宙：“這觸及了（Meta）VR和AR愿景的核心，即無論您實(shí)際身在世界何處，都能提供一種身臨其境的臨場感。我認(rèn)為這次經(jīng)歷很好地體現(xiàn)了這一點(diǎn)，我們二人身處橫跨半個(gè)國家的兩個(gè)完全不同的州，看起來你就像是坐在我面前一樣。”

來源：Lex Fridman采訪

自Facebook更名為Meta后，扎克伯格一直專注于打造“理想的元宇宙”。但在今年7月發(fā)布報(bào)告稱其Reality Labs部門在6個(gè)月內(nèi)虧損77.32億美元，如此高昂的支出，不禁讓人質(zhì)疑其運(yùn)營狀況。

結(jié)合近幾年其他相關(guān)企業(yè)裁員優(yōu)化、經(jīng)營虧損等負(fù)面消息，大公司還能分得一塊蛋糕，新興的初創(chuàng)企業(yè)是否又面臨更大的難題？元宇宙最為關(guān)鍵的上下游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?fàn)顩r如何？

盡管元宇宙有“降火”的趨勢，但這也給了行業(yè)更多冷靜沉淀的機(jī)會(huì)和時(shí)間去腳踏實(shí)地鉆研。虛實(shí)融合仍然是數(shù)字化時(shí)代發(fā)展的大方向，只有大方向還不夠，產(chǎn)品具體要怎樣做，還需要有巨頭先“打樣”。

Vision Pro與Quest 3（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

近期在硬件方面?zhèn)涫苄袠I(yè)關(guān)注的，無論是Meta發(fā)布的Quest 3，還是數(shù)月前蘋果推出的Vision Pro，兩家科技公司的競爭態(tài)勢明了，盡管各自有著不同的策略方針，但都在著重強(qiáng)調(diào)MR（混合現(xiàn)實(shí)）功能。

對消費(fèi)者來說在衡量XR設(shè)備是否為必需品的前提下吸引力有限，但對產(chǎn)業(yè)鏈來說，有著定義新一代產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的意義，為此更有必要了解以光學(xué)、屏幕、芯片、交互、AI、3D引擎等領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r。

Pancake方案（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

從傳統(tǒng)的非球面透鏡方案、菲涅爾透鏡方案到Pancake折疊光路方案，VR光學(xué)模組的重量和體積進(jìn)一步減小，Pancake方案還能做到比傳統(tǒng)方案更佳的成像效果，得到了市場的認(rèn)可。早期的Pancake方案主要應(yīng)用于分體式VR頭顯，集中在觀影投屏等場景，而菲涅爾透鏡方案的市場占有率更高。

且因?yàn)橘N膜、材料等生產(chǎn)工藝成本頗高，不同Pancake方案產(chǎn)品之間的成像效果也有所差異。

近兩年，Pancake方案在6DoF VR一體機(jī)得以大范圍的商業(yè)化應(yīng)用，去年有以PICO 4 /4 Pro 、YVR 2、創(chuàng)維Pancake 1系列、聯(lián)想ThinkReality VRX為代表性的采用Pancake方案的VR硬件產(chǎn)品。

Quest2和Quest3（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

今年發(fā)布的Pancake方案VR硬件新品更多，蘋果Vision Pro、Meta Quest 3、HTC VIVE XR Elite、Bigscreen Beyond、OPPO MR Glass、NOLO Sonic2和愛威爾IWEIER S6等VR頭顯，產(chǎn)品定位主要集中在C端，蘋果Vision Pro的采用也證明了該技術(shù)在C端落地的必然性。

相比于VR光學(xué)，AR光學(xué)方案更加多樣化，包括棱鏡方案、Birdbath方案、自由曲面方案、離軸反射方案和光波導(dǎo)方案等，不同的光學(xué)方案所制造的產(chǎn)品差異非常大，且沒有統(tǒng)一的產(chǎn)品形態(tài)。光波導(dǎo)方案（包括陣列光波導(dǎo)、衍射光波導(dǎo)）仍是近兩年AR設(shè)備的主流方案。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

以衍射光波導(dǎo)的技術(shù)路徑為例，又可分為表面浮雕光柵（SRG）和體全息光柵（VHG）兩類，制造工藝也大有不同，以浮雕光柵光波導(dǎo)為例，納米壓印和刻蝕工藝正在逐步優(yōu)化。為了追求更輕薄的體積，不少廠商也開始采用樹脂新材料。而陣列光波導(dǎo)得益于二維擴(kuò)瞳技術(shù)的加持，獲得了更大的FOV以及更小的光機(jī)體積。

VR顯示方面，采用Fast-LCD屏幕顯示方案的有不少，以Meta Quest 3/Quest Pro、PICO 4、大朋VR E4、奇遇MIX為代表，如今采用Micro-OLED屏幕的VR設(shè)備也開始增多，例如，蘋果Vision Pro、Bigscreen Beyond、arpara 5K VR頭顯。

AR顯示方面，多數(shù)AR設(shè)備都采用了Micro-OLED方案，它能做到分辨率高、功耗低、體積小，例如Rokid Max Pro、ARknovv A1、XREAL Air和Megane X等等。

Micro-LED亮度高，壽命長、功耗低、體積小，但成本較高，還面臨著一些技術(shù)挑戰(zhàn)，這項(xiàng)方案也得到了部分廠商的關(guān)注，雷鳥X2、INMO Go、nubia Neo Air等AR設(shè)備均搭載Micro-LED屏幕。今年光博會(huì)現(xiàn)場展示了多款單層全彩的Micro-LED。（相關(guān)內(nèi)容可閱讀：《萬字梳理 | 2023光博會(huì)，從供應(yīng)鏈技術(shù)看XR產(chǎn)業(yè)趨勢》）

一款XR設(shè)備在硬件BOM成本方面，根據(jù)不同零部件來看，芯片和屏幕成本最高，其次是、光學(xué)器件、攝像頭、傳感器、電池、聲學(xué)等其他組件。

在芯片方面，核心供應(yīng)商包括高通、三星、華為、英特爾、英偉達(dá)、聯(lián)發(fā)科等，而蘋果則為Vision Pro搭載了自研的M2+R1芯片。

XR設(shè)備的芯片的發(fā)展經(jīng)歷了從手機(jī)處理器到XR專用芯片再到定制化芯片的過程，XR設(shè)備逐漸走向消費(fèi)者，為應(yīng)對AR和VR/MR不同場景的算力需求，對XR芯片的性能以及處理能力有了更高要求。（相關(guān)內(nèi)容可閱讀：《XR芯片，大家都想做》）

圖源：高通

據(jù)了解，目前已有80+款XR設(shè)備采用了驍龍平臺，高通占據(jù)了80%以上的VR設(shè)備市場份額，近期Meta Connect 2023大會(huì)上發(fā)布的Meta Quest 3和Ray-Ban Meta智能眼鏡，分別搭載了第二代驍龍XR2和第一代驍龍AR1。

要實(shí)現(xiàn)XR人機(jī)交互，主要依靠各種輸出/輸入硬件和技術(shù)來實(shí)現(xiàn)：XR設(shè)備通過各種傳感器和攝像頭捕捉運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成代碼并以此構(gòu)建3D資產(chǎn)疊加到虛擬世界中。

要實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合的場景交互體驗(yàn)，主要VST技術(shù)將XR設(shè)備拍攝到的內(nèi)容實(shí)時(shí)同步到屏幕上，并疊加虛擬內(nèi)容。MR則是在Meta和蘋果“力推”的下一代XR設(shè)備應(yīng)用場景，離不開底層的環(huán)境理解和感知交互算法，涉及現(xiàn)實(shí)世界中物體與空間的位置和方向、虛擬內(nèi)容的位置與體積，以及虛擬內(nèi)容的渲染的數(shù)據(jù)，而且還要實(shí)時(shí)檢測空間，錨定虛擬內(nèi)容，對芯片性能來說是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。（相關(guān)內(nèi)容可閱讀：《Vision Pro交互設(shè)計(jì)，蘋果的陽謀》）

如今AI已成為主流趨勢，將進(jìn)一步與芯片能力結(jié)合，增強(qiáng)感知交互技術(shù)、高清顯示、健康監(jiān)測以及高速網(wǎng)絡(luò)等功能，從而改善顯示效果，提高用戶體驗(yàn)。

人們在日常生活中所接觸到的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容大多都是2D平面的形式，交互并不多，但在元宇宙或是強(qiáng)調(diào)虛實(shí)融合的場景中，所有的內(nèi)容都應(yīng)該是3D的，而且可以進(jìn)行長期且穩(wěn)定流暢的交互。

底層技術(shù)支撐元宇宙構(gòu)建，XR硬件設(shè)備為用戶提供了元宇宙交互體驗(yàn)基礎(chǔ)，在內(nèi)容方面則需要3D內(nèi)容進(jìn)行填充，包括虛擬空間、虛擬數(shù)字人、虛擬物體等，這些內(nèi)容都需要強(qiáng)大的圖形渲染和開發(fā)工具，例如3D引擎或3D開發(fā)平臺。

然而3D內(nèi)容的生產(chǎn)則是目前元宇宙建設(shè)中高難度、高成本的環(huán)節(jié)，其種類繁多，要生產(chǎn)一個(gè)精細(xì)度高的3D模型，需要花費(fèi)數(shù)小時(shí)到幾天的時(shí)間，成本更是從幾美元到上千美元不等。

不同類型的3D模型（圖源：CGTrader）

除此之外，市面上不同的3D引擎之間操作系統(tǒng)不同、大部分工具和文件格式也彼此不兼容，跨平臺難度增大，會(huì)造成更高額的試用成本。因此虛擬世界和元宇宙的建設(shè)更需要一個(gè)開放式標(biāo)準(zhǔn)來兼容各種格式的3D資產(chǎn)，并簡化工作流程和規(guī)范化3D生態(tài)系統(tǒng)。

今年8月初，皮克斯、Adobe、蘋果、Autodesk和英偉達(dá)，與Linux基金會(huì)旗下的聯(lián)合開發(fā)基金會(huì)（JDF）宣布成立OpenUSD聯(lián)盟（AOUSD），以促進(jìn)USD（通用場景描述）技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、開發(fā)、迭代和發(fā)展。

現(xiàn)在市面上的3D引擎從業(yè)務(wù)類型可以分為游戲引擎、GIS引擎、仿真引擎等。目前有兩大主流商業(yè)引擎Unity和虛幻引擎（Unreal Engine），而游戲引擎已經(jīng)能夠覆蓋元宇宙接近40%的技術(shù)功能。通過AI技術(shù)的加持，能讓低代碼或無代碼的創(chuàng)作成為現(xiàn)實(shí)，未來將有大量的開發(fā)者來支撐元宇宙內(nèi)容的生產(chǎn)。

元宇宙是虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界相融的載體，但元宇宙仍處于發(fā)展初期,行業(yè)的發(fā)展與繁榮離不開從底層技術(shù)到上層內(nèi)容生態(tài)建設(shè)的全面支撐。光學(xué)、屏幕、芯片、交互、AI、3D引擎等都是影響 VR/AR 產(chǎn)品以及生態(tài)的重要板塊技術(shù)之間需要齊頭并進(jìn)以補(bǔ)齊木桶短板。

目前掣肘元宇宙發(fā)展的技術(shù)都有哪些？未來產(chǎn)業(yè)又會(huì)經(jīng)歷怎樣的發(fā)展與迭代？

2023未來商業(yè)生態(tài)鏈接大會(huì)暨第八屆金陀螺獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮（簡稱“FBEC2023”）由陀螺科技主辦，將于2023年12月8日在深圳大中華喜來登酒店盛大召開。屆時(shí)將特設(shè)“元生未來，共鏈價(jià)值”2023全球元宇宙產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)論壇。本次論壇將聚焦于元宇宙技術(shù)，洞悉行業(yè)脈絡(luò)以及前進(jìn)方向。

FBEC2023大會(huì)精彩一圖盡覽