如何開啟XR的三個“枷鎖”

作者 | 董指導

來源 | 董指導研究（ID：kjqdldzd）

如果有一個科技產品，讓科技從業者們又愛又恨的話，XR（虛擬現實VR、增強現實AR和混合現實MR）可以當之無愧地排在第一。

愛的是，XR直擊人類的資訊需求。人類獲取的資訊中85%是透過視覺，改變視覺互動的產品，往往都能成功，比如雜誌、電視、電影、短影片等等。而且無論虛擬現實還是增強現實，都可以滿足人們希望突破空間的訴求。

因此，XR既是新的資訊呈現方式、也擁有全新的互動方式，一直被譽為繼智慧手機後、下個時代的入口，所謂得XR者至少值千億美金。

恨的是，巨頭大公司、創業小團隊，一波波輪流下場，可謂是“八仙過海各顯神通”，但依舊面臨著困局：驚豔的技術，誇張的成本；炸天的demo、哭暈的銷量，仍然沒有迎來iPhone時刻。

比如微軟的HoloLens第一代驚豔世人，但3000美元的價格令消費者望而卻步，微軟只好開發B端客戶，甚至轉向軍方市場。

Meta Quest 2雖然銷量大增、熱賣千萬套，但由於缺少能夠持續吸引消費者應用，疫情結束後大機率牆角吃灰。

蘋果的VisionPro無論在設計、技術、還是顯示效果上，都吊打同行，但初代機也落了個“驚豔，直到用了之後”這樣的評價。

以至於，不少人認為，XR的需求過於領先，誰做都是在竹籃打水、井中撈月。

但真的如此嗎？回顧XR發展歷史，顯然並不是如此。與此相反的是，困擾XR的“產品、技術、製造”三個“枷鎖”，正相繼被開啟。

產品定位的枷鎖

關於產品和技術，有一則有趣的小故事。

喬布斯迴歸蘋果後，打算停止OpenDoc（開發文件編輯器）的開發，不料在他參加一次活動時，遭到了一位OpenDoc支持者的質疑、不滿，甚至還嘲諷了喬布斯不懂程式設計、不瞭解OpenDoc技術的厲害。

對於這個質疑，喬布斯先是恭維了下對方，隨後便說出了經典論斷：OpenDoc確實有過人之處，有一些其他技術實現不了的功能。但是，最難的是如何將那些功能塞到更大的願景裡面，例如每年一個產品可以賣八十、一百億美元。

“你得從使用者體驗出發，倒推用什麼技術；而不能從技術出發，然後去想如何把技術賣出去。”

喬布斯所描述的，正是XR遭遇困境的一個原因：技術思維大於使用者思維。而第二個原因則是：終極思維大於迭代思維，總希望能做出革命性產品，用多種功能，一次性解決使用者的多個需求，卻忽略了迭代的重要性。

在這兩個思維的影響下，XR就會“染上三高一短的病症”：成本高、功耗高、重量高、續航短。最終結果就是實用性低，產品只能固定場景使用、無法讓使用者能夠自如地使用、尤其能在戶外正常使用，而且由於重量和續航問題，也無法較長時間佩戴。

任何無法高頻使用的產品，自然也無法稱為爆款、無法普及。

慶幸的是，經過一批批企業的一次次試錯，產業界也開始重新定位產品：站在使用者視角，放棄終極思維、從容易落地的場景開始，培養使用習慣、持續迭代技術。

於是，AR眼鏡，成為解決“三高一短”的先鋒。

AR眼鏡產品圖

首先，AR眼鏡放棄了全場景的追求，而是聚焦可以結合AI功能的領域，比如翻譯、導航、商務會議等場景，需求更清晰、實用性更強；其次，因為功能精簡，AR眼鏡的功耗也降低了，續航時長也可以滿足日常使用。

同時，AR眼鏡形態和普通眼鏡類似，重量也和普通眼鏡差不多，再配上良好的設計，可以做到實用和時尚的結合。

不僅使用者樂意長期佩戴，而且受眾人群也從極客們擴大到了普通使用者。

AR眼鏡，逐漸成為各家廠商的選擇。雷鳥、創維、華為等公司相繼釋出新品。即使海外巨頭Meta，也釋出了首款AR全息眼鏡，代號為“獵戶座”(Orion)。Meta相關負責人表示，這款產品的原型機就像當年Oculus Rift原型機一樣震撼。

AR眼鏡也許不是XR的最終形態，但放棄終極思維後，市場也開始給予良好反饋。2023年，AR眼鏡國內銷售增速達到了150%。可以說，XR的產品定位枷鎖，正被AR眼鏡開啟。

技術路線的枷鎖

技術也是XR產品的一個枷鎖，約束的原因在於：多個部件時常會有多條技術路線齊頭並進，各廠商發力點不同、供應鏈也比較分散。這就導致，一方面，規模效應的爆發被延緩，降本速度減緩；另一方面，這也為使用者選擇產品設立了較高門檻，不利於產品普及。

比如，以AR的光學顯示為例，光學顯示模組是成本大戶，佔總成本的40%左右；也是影響產品表現力的最重要元件。但光學顯示卻圍繞著成本和呈現效果的取捨，衍生了多條路線。

首先，在顯示整體形態上，可以分為影片透視VST（video see through）和光學透視OST（optic see through）。

VST利用攝像頭等感測器，捕捉真實世界的影響，然後投射在螢幕上。可以簡單理解為“頭盔模式”，代表產品就是蘋果的Vision Pro 和 Meta的Quest
Pro。OST是透過光學鏡片，將虛擬影像投影到使用者真實的視野中。可以簡單理解為“眼鏡模式”。

對比來看，VST是在虛擬上加現實，OST是在現實上加虛擬。前者的優勢是深度沉浸，缺點是計算量大、部件多、也會很重。OST的劣勢是沉浸感弱，但優勢是具備“小巧”的潛力。

微軟第一代HoloLens是最早採用OST方案的產品，但是當時技術有限，沒有發揮出OST的優勢，產品體積巨大、使用者反饋並不好。

十餘年過去後，OST經過不斷發展，實現了良好的“輕量化”效果，非常適合眼鏡形態。因此，目前國內AR公司幾乎都採用了OST模式。

OST能得到產業越來越多認可，則源於其零部件，尤其是微顯示屏（把虛擬影像轉化為光）和光學元件（透過設計光的反射，讓影像進入使用者眼中）技術路線的發展。

這兩個領域的技術也可謂是“五花八門”。光學元件有稜鏡、自由曲面、Birdbath、光波導等方案。微顯示屏有LCoS、 Micro OLED、Micro
LED、DLP等技術。而且這兩個部件，還可以形成多種組合。比如谷歌Glass曾採用“稜鏡+LCoS”、Rokid Glass曾採用 “BirdBath+Micro OLED”、HoloLens曾採用“光波導+LCoS”。

頗有一種“擰麻花”的感覺。但慶幸的是，麻花逐漸被解開。

在光學元件領域，“光波導”的認可度越來越高。

所謂光波導，簡單理解就是讓光線能夠完整地在玻璃上下表面以“全反射”的形式前進，而不會透出去。難點在於鏡面的設計。而優勢在於透光度好、體積小、以及設計靈巧，可以將顯示器件放置於鏡框上，不至於在眼前遮擋，更符合日常眼鏡的形態。

圖中紅色框部分即為“光波導方案”

光波導因著輕量化的優勢，已經成為主流。目前，光波導主要以陣列光波導（幾何光波導）和衍射光波導兩種為主。

幾種光學元件的優劣對比

接下來的難題則在於光引擎部分，也就是將影像顯示出來，轉化為光、可以傳輸到鏡片上。以下圖為例，左上紅框即為成熟產品中光引擎部分；左下為顯示屏；右上右下為多色或單色的光引擎（顯示屏再配上一系列鏡頭）。

光引擎示意圖

對於光引擎，使用者訴求包括：亮度夠、體積小、功耗低。尤其當選擇了光波導方案後，由於光波導的光效很低（光的強度會減弱），因此，對亮度的要求更高。

此前主要是LCoS方案，也就是Liquid
Crystal on Silicon，簡單理解就是下層CMOS基板、中間液晶、上層ITO玻璃基板。這個方案裡，CMOS、液晶、ITO都是成熟技術，因此成本低、量產容易；缺點是功耗高、體積大、對低溫適應性差。因此，做成眼鏡時還不夠輕便，冬天使用時效果也不佳。

Micro OLED方案發揮了OLED自發光的特點，體積小、功耗低，但缺點是生命週期短、亮度低。尤其是亮度方面是典型的“遇強則弱”。由於AR眼鏡是現實+虛擬疊加，當外部光線過亮時，OLED的亮度就會相對不足，以至於看不清虛擬影像，失去原本的功能。使用中，基本是室內良好、室外較差。

Micro LED 也稱為μLED，簡單理解就是把LED進行微縮化，畫素點距從毫米級縮小到微米級。LED也是採用了自發光的化合物，包括GaP ( 磷化鎵 )、InGaN( 氮化銦鎵) 等，功耗較低，而且由於畫素密度高，就形成了超高亮度、高對比度的特點。

幾種微顯示方案優劣對比

因此，從需求的第一性出發，Micro LED是AR近眼顯示的首選方案、也正逐漸成為主流。

根據海外著名機構YOLE的統計，全球2022年推出的近十款輕量級AR眼鏡，絕大多數都採用了MicroLED微顯示技術方案。而且這些方案也基本來自同一家公司：JBD上海顯耀顯示。據業內人士稱，Meta剛釋出的代號Orion的AR眼鏡，也採用了JBD的MicroLED方案。

AR眼鏡微顯示方案統計

由此可見，光學元件、顯示方案等技術路線方面，雖然仍有一些分歧，但在使用者需求的驅動下，也已經有了“力往一處使”的趨勢，技術枷鎖逐漸被開啟。不過，要取得更好的效果，還需要開啟第三個枷鎖：製造能力。

製造能力的枷鎖

關於蘋果多麼重視中國供應鏈，有一則小故事。有一天，庫克聽了關於中國供應鏈的彙報後，指出“這個問題非常糟糕，應該有人到中國去解決”。

三十分鐘後，庫克抬頭看見了蘋果的運營經理 Sabih Khan，便立刻問道：“你為什麼還在這？”隨後，Khan 立刻開車到機場，乘坐最近的一班飛機前往中國。

中國供應鏈對蘋果的重要性，毋庸置疑。但某種意義上而言，也是蘋果帶著中國供應鏈往前跑。

到了新能源車時代，就有了“齊頭並進”的意味了。特斯拉能夠突破“產能地獄”，離不開上海超級工廠的建設。也藉著中國供應鏈，有了國產新能源的紛紛崛起。

而在消費級AR領域，中國供應鏈則展現了出了良好的引領性。

品牌端，雷鳥、魅族等品牌，率先採用AI技術、開拓場景，成為AR眼鏡進入消費市場的先鋒；零部件端，鯤遊光電突破光波導專利限制，提供更高性價比的光波導技術。

而被譽為顯示領域“神來之筆”的MicroLED方案，也是由中國公司，例如JBD在引領，解決了一個個製造難題。

首先，在2015年公司成立之初，得益於高管在半導體領域的豐富工作經驗，JBD為產業帶來了一個新的思路：把LED和半導體制造跨界結合，並提出了混合整合半導體技術，也就是在晶圓級整合矽基驅動電路和LED化合物。而且公司也在合肥建立了自己的工廠。

晶圓級混合整合的思路，可以發揮半導體的成熟製造工藝，也可以享受到類似“摩爾定律”的紅利。但也會遇到新問題：LED的襯底和矽基襯底不相容，中間需要完成轉移。這也就是JBD的技術壁壘：可以將薄如蟬翼的發光層完整地轉移到矽基IC之上，而且具有很高的良率、穩定的出貨能力。

透過晶圓級混合技術，封裝、測試也可以實現晶圓級。而且晶圓的整合度也非常高，在一個平方釐米之內可以整合高達2億的CMOS電路和2千萬個MicroLED。由此，MicroLED的生產效率大幅提高，成本也不斷下降。

更為關鍵的成績，在於“輕量化”的推動。2021年，JBD在全球首次推出了0.13寸MicroLED微顯示屏，並首次將彩色光引擎的尺寸壓縮至1.5CC。在2023年，公司第三代產品則將體積縮小到了0.4CC，縮小比例達到73%。體積僅有黃豆大小，可以方便地置入眼鏡框架中。而近期，JBD量產的單色光引擎體積更進一步縮小為0.15cc。