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苹果MR头显入局 XR市场竞争愈趋激烈

发布人:传感器技术 时间:2022-04-25 来源:工程师 发布文章

前言

苹果一直在开发具有增强和虚拟现实功能的新设备,但这些产品具体何时上市尚不清楚。有消息称该设备正在进行预生产测试,iOS 16测试版可能会开始提及MR头显及其交互。


据彭博社记者Mark Gurman报道,苹果不太可能在6月WWDC 2022上发布备受期待的AR/VR设备,或将在2022年秋季至2023年夏季之间的某个时间推出。


根据之前的传闻,苹果MR头显将采用“创新的三显配置”,结合两块Micro OLED显示屏和一块AMOLED面板,将拥有10个以上传感器(包括摄像头)组合,价格可高达3000美元。


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微软HoloLens先行一步

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早在微软2010年发布Kinect的时候就已经开始研发另一个项目 —— Project Baraboo。2015年1月,项目成果正式发布,微软将其命名为HoloLens,开发者版本售价3000美元。和Kinect作为游戏外设不同,HoloLens被定位为生产力设备,制造、建筑、医疗、汽车、军事等垂直行业都是其落地的方向。
HoloLens有4个环境感知摄像头、1个深度摄像头、1个视频摄像头,和Kinect上的深度感知一脉相承。HoloLens自带计算处理单元,搭载了英特尔14nm工艺的Cherry Trail CPU+GPU,以及自研的HPU(Holographic Processing Unit,全息处理单元)。
系统上,HoloLens搭载Windows Holographic,这个平台是Windows 10的分支,可以运行Windows通用应用。2017年3月,微软正式把Windows Holographic平台更名为Windows Mixed Reality平台。
交互方式上,HoloLens支持语音和手势控制。使用语音唤醒词“Hey Cortana”激活后,可以通过语音来打开应用、拍摄照片。微软将手势操作命名为“Air Tap”,基本姿势是将手部置于头显前方,食指竖直,其余手指轻轻合拢;食指朝下方做点击的动作,便完成了空中点击的操作。
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在Office、Azure加持下,微软Hololens 2为B端用户带来流畅的虚拟协作体验。2021年3月,微软发布MR虚拟协作平台Mesh,并在10月升级为Mesh for Teams,依托Office线上会议平台Teams的技术,Mesh可提供多人沉浸式会议体验。此外,用户还可在Mesh中以虚拟化身“亲临”现场与他人进行3D模型设计、医疗辅助等实时协作,依托Azure强大的云端渲染能力可避免多人交互卡顿、画质不清晰等问题。从硬件端来看,Hololens 2较初代而言在光学技术、视场角、 视网膜分辨率、追踪模式等方面均有突破,价格亦相应上涨16.7%至3500美元。
但是今年2月初以来,一直有传言称微软已经停止了Hololens项目,Hololens 3的计划将被搁置。微软将在内部寻求与三星的合作,该项目以“Project Bondi”命名。微软否认了这些关于Hololens项目的报道,并指出HoloLens 2也曾经面临类似的谣言。
不过,关于HoloLens 3项目是否被取消的讨论并未停止。毕竟,无论是微软内部的人员动荡,还是HoloLens目前的定位与现实情况的博弈,HoloLens 3都存在极大不确定性。
今年年初华尔街日报曾报道,微软的AR团队(约有1500人)在2021年有约100名员工离职。上月曾在微软负责XR业务的硬件工程师Rune Jensen也离开微软,加盟Meta负责AR/VR前沿技术研究和原型设备开发等工作。据悉,这一波从微软跳槽到Meta的XR相关人士有约40人。
另外,微软首席执行官萨蒂亚·纳德拉(Satya Nadella)希望专注于混合现实基础设施软件,如Mesh,并拥有由其他公司制造复杂、研究密集的AR硬件。但微软公司内部对HoloLens的未来发展方向有不同的看法,有部分认为应该侧重于消费级市场。
事实上,内部意见分化其实是微软一直以来坚持的MR发展战略与现下元宇宙概念大热之下C端硬件设备发展之间的矛盾,以及微软自身对未来软硬件发展思考的映射。


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对微软而言,早在PC时代凭借Windows系统打出一片江山的软件生态自然是其优势所在。在XR领域,微软却是从硬件上切了一道口子。硬件固然是打开未来想象的重要窗口,但软件也是极其重要且不可或缺的一部分,相对而言后者更是其强项。实际上,在前两代HoloLens的发展上,微软就开始布局软件层,提供了包括Azure Kinect、Spatial Anchors和Mesh等技术,为软件生态布局迈出了重要一步。
对于元宇宙,微软此前已经多次对外表态将大力推进,今年一月,微软更是以其历史最高收购价687亿美元收购动视暴雪(Activision Blizzard),此次收购将为公司的元宇宙发展中发挥关键作用,足以见得其野心勃勃

苹果是新的挑战者

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XR指所有实现真实与虚拟相结合的设备,可细分为VR、AR、MR三类。VR、AR、MR在主要特点、效果感知、主要受众及应用场景方面存在差异:

  • VR设备会将周遭真实环境全部遮挡,为用户呈现100%虚拟场景,因此用户可获得较为逼真的感知体验,应用场景亦以C端的社交、娱乐为主;

  • AR设备在现实场景中叠加虚拟对象,用户可明显区分出真实场景与虚拟场景,目前的应用场景以C端的信息提示为主;

  • MR设备在AR设备的基础之上更进一步,可实现虚拟对象与现实世界的实时交互,由于技术架构更为复杂,MR设备售价也相对更高,目前多应用于B端的医疗辅助、3D模型设计、上岗培训、工业维修辅助等。


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参照移动互联网发展历程,元宇宙时代将由XR终端开启。在以5G乃至6G网络为基建、以XR终端为接口的元宇宙时代,用户将经历VR、AR、MR技术的持续迭代升级。由于技术实现难度更低、价格更低、应用更贴合娱乐需求,VR先于AR渗透至大众。
AR设备的使用场景及显示内容与VR设备不同,技术实现难度更高。由于VR设备多用于室内C端娱乐,且使用时与外部真实环境相隔绝,用户对头显外观、体积、镜片厚度的容忍度更高,使用场景对光学显示与续航能力的要求更低。
相较之下,AR设备在B端工作中应用更多,长时间的佩戴对设备轻量化要求较高,缩小设备体积为当下一大挑战;另一方面,由于AR设备同时显示虚拟与真实场景, 相较于VR设备而言还需额外设置光学组合器,目前仍存在色彩不均、 出现明暗条纹等光学显示问题,性能限制下亦难以显示复杂的3D图像。
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更强的便携性、更自然的交互方式使智能手机取代PC成为第二代通用计算平台。1980-2010年间PC凭借强大的计算能力颠覆众多行业生态,成为首个通用计算平台;随着手机呈现及处理信息的效率不断提升,其与PC之间的功能差异不断收窄,手机在满足日常办公、消费、娱乐等需求的基础上提升了便携性,并以触屏这一更自然的交互方式替代键盘与鼠标,2011年智能手机以495万台的出货量超越PC,正式成为第二代通用计算平台。
MR设备进一步实现交互方式的升维,有望成为下一代通用计算平台。在通用计算平台由PC向智能手机更迭的过程中亦有部分“退化”,如显示范围远不及PC、尺寸的扩大受到手掌大小的限制,且人们将越来越多的日常活动囿于2D屏幕之中,以类似于机器的方式与“机器”互动。
凭借更广阔的显示范围与更沉浸的3D体验,MR设备将人们从2D屏幕的限制中解放出来,将看到虚拟场景与现实环境完美融合,所有信息将以更高效的形式、更大的密度呈现在眼前。交互方式由键盘与鼠标→手指触屏→动作捕捉的进化过程更符合人类天生直觉,随着MR设备不断拉近与智能手机在功能上的差距、不断提升便携性,MR设备将取代智能手机成为第三代通用计算平台。
在通用计算平台由智能手机转向MR设备时,将有更多线下活动、移动端应用迁移至MR端,如线上沉浸式会议将取代部分线下会议,节省下的通勤时间将被更多地用于线上,线上时长占比或进一步提升。
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展望MR新时代,苹果MR头显的问世或为行业发展的重要里程碑。目前MR行业尚处于发展初期,主要参与者微软Hololens的受众以企业及开发人员为主,硬件端缺乏代表性消费级产品,软件及操作系统端缺乏交互标准与界面规范。
苹果在PC、智能手机时代均打造出具备划时代意义的硬件产品:1983年推出全球首个采用GUI的PC,2007年推出全球首个采用无键大屏的智能手机。鉴于苹果具备极强的软硬件创新能力与规则制定能力,此次苹果MR头显的问世或为MR行业发展的重要里程碑。


值得注意的是,苹果已储备大量XR技术,为AR Kit发布以及MR头显奠定基础。自2010年至今,苹果高度关注VR/AR/MR动向,陆续收购AR技术公司Metaio、动作捕捉公司Kinema、VR直播公司NextVR等优秀初创企业,为苹果在XR上的布局打下坚实基础,其中Metaio旗下AR SDK等工具集成为苹果AR开发平台AR Kit的前身。
并且,针对现有MR头显存在的色散强、舒适度差等、触控交互精准度低等问题,苹果自2021年下半年以来申请了大量光学显示、交互、头显设计相关专利。此外,苹果2021年10月发布M1 Pro和 M1 Max两款芯片,在大幅降低功耗的同时显著提升性能,或为MR头显的芯片提供指引。
自2017年9月起持续迭代的AR Kit以iPhone与iPad为交互平台,为开发者带来便捷的AR应用开发工具集,沉淀了大量开发者与内容。鉴于苹果已将iPhone与iPad打造为主流的AR交互平台,在AR Kit的过渡作用下,MR头显有望迅速完善内容生态。
2016年开始服务、可穿戴设备接棒iPhone成为苹果的重要增长点,MR头显的问世有望开启新增长曲线。随着智能手机行业发展趋于成熟、 保有量趋于饱和,iPhone销量在2015年达到巅峰后出现下滑,苹果逐步将重心放在由iPhone衍生出的服务(广告、App Store抽佣、iCloud等)与可穿戴设备(TWS 耳机、苹果手表等)业务上,服务/可穿戴设备收入占比分别由2015年的8.5%/4.3%增至2021年的18.7%/10.5%,iPhone收入占比则逐步下滑至52.5%。


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