要實(shí)現(xiàn)“凌空虛指”的交互效果,不但還需突破終端、顯示和交互三大底層硬科技技術(shù)突破,還需要“端、管、云”一體化的高度融合。
一、全息顯示技術(shù)
(一)技術(shù)原理及優(yōu)勢(shì)
全息顯示技術(shù)又稱虛擬成像技術(shù),即在實(shí)景半空中呈現(xiàn)三維物體影像。其利用干涉原理記錄物體光波信息,當(dāng)采用激光輻射物體,物體將形成漫射式的物光束,部分激光與剛形成的物光束產(chǎn)生干涉,記錄干涉條紋的底片經(jīng)過(guò)特殊處理形成全息圖;再現(xiàn)原物信息需要將得到的全息圖進(jìn)行激光照射,激光的強(qiáng)相干性使其出現(xiàn)原始象和共軛象,即利用衍射原理得到三維全息圖像,這是公認(rèn)的未來(lái)實(shí)現(xiàn)3D顯示最為理想的技術(shù)。
圖表1.1 干涉原理記錄物體光波信息過(guò)程
(資料來(lái)源:電子發(fā)燒友網(wǎng),本翼資本整理)
不同于其他傳統(tǒng)的3D顯示技術(shù),全息顯示無(wú)需依賴任何外部設(shè)備(3D眼鏡、頭盔),注重在稀薄的空氣中成像,裸眼觀察“懸浮狀”幻象,“凌空虛指”進(jìn)行觸控交互。而裸眼3D技術(shù)是利用光柵原理,雖然效果與全息顯示技術(shù)無(wú)異,但其對(duì)距離和角度有嚴(yán)格要求,且容易造成眩暈及左右眼畫(huà)面不一致的現(xiàn)象。比較而言,全息顯示技術(shù)具備了無(wú)視角限制,全方位查看與實(shí)物無(wú)異的優(yōu)勢(shì),能夠與空中成像進(jìn)行深度交互,這是觸控感應(yīng)交互的一大新突破,滿足了人們對(duì)自然真實(shí)、三維視覺(jué)效果的追求。
(二)技術(shù)探索期的發(fā)現(xiàn)
日常人們?cè)谘莩鰣?chǎng)地體驗(yàn)到的裸眼全息觀感實(shí)際上是佩珀?duì)柣孟瘛_@是一種“偽全息”顯示技術(shù),與真正的全息顯示技術(shù)生成的視覺(jué)效果十分貼近。其本質(zhì)上是光學(xué)錯(cuò)覺(jué)技術(shù),是舞臺(tái)演出場(chǎng)合博取眼球的“戲法”。其原理是在舞臺(tái)上放置呈45°角度的投影載體,演出者在指定區(qū)域經(jīng)過(guò)投影至載體表面形成反射圖像進(jìn)入觀眾視野。
2001年Mylar膜(全息膜)問(wèn)世,其成本低廉、呈現(xiàn)效果清晰、顆粒感較弱,因而迅速成為了絕佳的顯示載體,且迎來(lái)了應(yīng)用大潮。例如打破次元壁的“初音未來(lái)”虛擬人物登上舞臺(tái),以及重現(xiàn)鄧麗君演唱畫(huà)像、實(shí)現(xiàn)跨越時(shí)空的同臺(tái)演唱等,均采用了全息膜投影的方式。除了以“膜”為介質(zhì)之外,還有水幕、煙霧等等,但都存在觀感不佳或短暫成像的問(wèn)題。以下三種較為前沿的空氣成像技術(shù)僅停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。
圖表1.2 三種前沿空氣成像技術(shù)/原理/效果
(資料來(lái)源:ofweek 激光網(wǎng),本翼資本整理)
近期,學(xué)術(shù)界又提出兩大空氣中成像方式設(shè)想:
一是空氣中通過(guò)電離作用制造光的折射,二是利用激光爆炸效應(yīng)得到全息成像。
由此可見(jiàn),全息顯示技術(shù)發(fā)展阻礙點(diǎn)在于該技術(shù)的一大瓶頸–介質(zhì)尚未突破,全息顯示技術(shù)因無(wú)法克服空氣成像(擺脫對(duì)空氣以外介質(zhì)的依賴)緣故而止步不前??諝饨橘|(zhì)難以成像是由于物體成像基于光在物體上的反射或折射進(jìn)入人眼,而光在空氣中具有很強(qiáng)的穿透性,空氣中只有少量灰塵顆粒能夠?qū)⑿〔糠止饩€散射進(jìn)入人眼,發(fā)散的光無(wú)法成像。而要想?yún)R集光線,需要依賴具有負(fù)折射率性質(zhì)的材料界面,物體在界面另一側(cè)實(shí)現(xiàn)成像。因此匯聚光線、實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)重構(gòu)是未來(lái)的主要研究趨勢(shì)。
圖表1.3 理想工作原理示意圖
(資料來(lái)源:東超科技官網(wǎng),本翼資本整理)
除此之外,人與懸浮圖像的直接交互技術(shù)也是后續(xù)將面臨的難關(guān)。即便拋開(kāi)技術(shù)層面,其仍有數(shù)據(jù)量、計(jì)算量大,成本高等痛點(diǎn),距離真正意義上的“凌空虛指”還有大段征途。
(三)技術(shù)的未來(lái)展望
未來(lái),當(dāng)全息觸控交互技術(shù)正式落地,每個(gè)人如同擁有了一扇“任意門”,即刻能通向心中的目的地。人們只需在室內(nèi)使用設(shè)備進(jìn)入新場(chǎng)景,新場(chǎng)景或是現(xiàn)實(shí)世界里的地區(qū),或是虛擬游戲世界,以各自的“分身”全息投影影像進(jìn)入場(chǎng)景,擁有“瞬移”技能。還可以對(duì)影像的角色進(jìn)行換裝、任意更改發(fā)型等。揮動(dòng)手掌便可在空中放出數(shù)字顯示面板,手指能在面板的任意位置滑動(dòng)、點(diǎn)擊,凌空從界面中抽取出實(shí)體攝像頭進(jìn)行拍攝或在面板上搜索讀取資料信息,這些特征將直接取代手機(jī)的功能。
此外,在新場(chǎng)景中人們的影像可以相互交談對(duì)話,異地同屏,穿戴上觸覺(jué)裝備還可握手與擁抱,人們像是生活在兩個(gè)世界之中。從2020年馬云、馬斯克已運(yùn)用全息投影技術(shù)同臺(tái)現(xiàn)身世界人工智能大會(huì)的“云會(huì)展”來(lái)看,“全息”概念已極具想象空間,未來(lái)其核心競(jìng)爭(zhēng)力與取代力將有目共睹。
二、全息AR的應(yīng)用場(chǎng)景及市場(chǎng)規(guī)模
(一)應(yīng)用場(chǎng)景
全息AR目前的應(yīng)用空間以to B的工業(yè)領(lǐng)域?yàn)橹?,還涵蓋小部分的to C文娛領(lǐng)域,在B、C端均處于由小眾化市場(chǎng)向大眾化市場(chǎng)滲透的階段。面向群體為對(duì)價(jià)格不敏感的企業(yè)端用戶,對(duì)標(biāo)技術(shù)依賴程度高、資金充裕的行業(yè)。例如生物醫(yī)療、軍用國(guó)防、汽車制造,營(yíng)銷廣告等。其次,C端則嘗試以通訊技術(shù)這一社交剛需作為突破口,促成市場(chǎng)高普及率。
圖表2.1 全息AR現(xiàn)有應(yīng)用產(chǎn)品技術(shù)及公司
(來(lái)源:本翼資本整理)
(二)市場(chǎng)規(guī)模
整個(gè)全息顯示市場(chǎng)可按照產(chǎn)品類型、應(yīng)用場(chǎng)景、地域進(jìn)行細(xì)分,賽道廣闊,呈現(xiàn)高速發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)映維網(wǎng)預(yù)測(cè),全球全息顯示器賽道市場(chǎng)到2020年將達(dá)到360億美元。而據(jù)frost& sullivan 報(bào)告顯示,全球全息AR賽道市場(chǎng)規(guī)模按收入指標(biāo)計(jì)算,將從2016年的36億美元增長(zhǎng)至2018年122億美元,并推測(cè)會(huì)在2025年創(chuàng)下總收入5052億美元,且在未來(lái)5年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率軟硬件均約高達(dá)68%,可見(jiàn)其未來(lái)市場(chǎng)空間不可限量。國(guó)際巨頭在全息AR行業(yè)的市場(chǎng)布局主要關(guān)注AR顯示設(shè)備,底層SDK平臺(tái)和AI技術(shù),例如蘋果公司的AR kit以及谷歌公司的AR Core都是為AR專研的軟件工具開(kāi)發(fā)包平臺(tái),國(guó)內(nèi)市場(chǎng)則更關(guān)注其軟件應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。
圖表2.2 全球全息AR收入市場(chǎng)規(guī)模
(資料來(lái)源:Frost&Sullivan,本翼資本整理)
國(guó)內(nèi)全息AR市場(chǎng)相較于國(guó)際市場(chǎng)發(fā)展緩慢,但細(xì)分賽道眾多,市場(chǎng)蓬勃飛升指日可待。由橫向比較從2016年經(jīng)匯率換算為3億美元,占全球市場(chǎng)規(guī)模的8.3%到2020年預(yù)測(cè)34.2億美元,占全球市場(chǎng)規(guī)模的9.2%,增速較緩。而進(jìn)行縱向比較,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模由2016年的3.13億美元增長(zhǎng)到2018年的10億美元,兩年的增長(zhǎng)率高達(dá)220%。而據(jù)推測(cè)其爆發(fā)性增長(zhǎng)階段將以2020年為起點(diǎn),且在今后5年內(nèi)不斷攀升,形成增量市場(chǎng)。
圖表2.3 中國(guó)全息AR收入市場(chǎng)規(guī)模
(資料來(lái)源:Frost&Sullivan,本翼資本整理)
圖表2.4 中國(guó)全息AR應(yīng)用細(xì)分市場(chǎng)比重
(資料來(lái)源:Frost&Sullivan,本翼資本整理)
三、影響全息AR商業(yè)化進(jìn)程的因素
“終端+顯示+交互”三大技術(shù)難關(guān)有待突破。
1、核心技術(shù)門檻較高,終端智能硬件的數(shù)據(jù)處理能力不達(dá)標(biāo)
全息顯示技術(shù)被視作是3D顯示技術(shù)的重要里程碑,但其在終端智能硬件上還存在著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。全息顯示設(shè)備主要是全息顯示器,與AR\VR適配的則有頭戴式顯示器、全息AR智能手機(jī)、平板電腦。理想化全息顯示器對(duì)于像素大小的要求是小于1um,也就是能在一個(gè)尺寸較為合理的顯示屏上呈現(xiàn)幾萬(wàn)億個(gè)像素。如此龐大的數(shù)據(jù)量對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求極高,但目前整個(gè)3D成像產(chǎn)業(yè)的圖像采集、處理、傳輸以及可視化到最終顯示的各環(huán)節(jié)技術(shù)都無(wú)法滿足其要求。并且現(xiàn)有本地處理能力難以支持高顯示質(zhì)量的實(shí)時(shí)全息顯示。
原因如下:
(1)由于傳輸內(nèi)容的實(shí)時(shí)成像速度與觀感的終極目標(biāo)是像電影中呈現(xiàn)的觸控自如,但現(xiàn)有高端GPU芯片的渲染能力還達(dá)不到理想狀態(tài),圖像處理性能至少還需要提升7倍才能滿足高像素填充率和畫(huà)面流暢度。
(2)本地計(jì)算的復(fù)雜度過(guò)高而當(dāng)前服務(wù)器算力不足。近幾年AI視覺(jué)計(jì)算算力需求猛增,摩爾定律推動(dòng)芯片制程和性能的穩(wěn)步提升,然而摩爾定律已經(jīng)失速,發(fā)展先進(jìn)算法將是大勢(shì)所趨,但要保證其成本也在可控范圍,目前階段很難達(dá)到。
(3)數(shù)據(jù)量的激增,終端計(jì)算性能跟不上。全息成像需要的數(shù)據(jù)速率遠(yuǎn)大于1Gbps,手機(jī)類終端屏幕動(dòng)態(tài)全息的速率標(biāo)準(zhǔn)約為12.6Gbps,電視類終端屏幕則約為1.9Tbps,(bps即比特率)比特率決定著視頻的清晰度,比特率越大,視頻清晰度就越高,人眼基本上看不到像素顆粒。但這對(duì)服務(wù)器提出了更高的要求,響應(yīng)時(shí)間要快,數(shù)據(jù)吞吐量就會(huì)升高。數(shù)據(jù)吞吐量大意味著服務(wù)器承受的壓力更大。后端成千上萬(wàn)的服務(wù)器處理存儲(chǔ)能力有限、價(jià)格昂貴,且不夠穩(wěn)定。因此高分辨率匹配的帶寬穩(wěn)定性與其成本之間的平衡是亟待解決的問(wèn)題。
云管端一體化是全息顯示技術(shù)落地的初步突破口。首先云端的云計(jì)算擁有低成本的信息存儲(chǔ)和計(jì)算資源能力,有著以低廉開(kāi)銷來(lái)解決海量信息處理的高性價(jià)比魅力,同時(shí)其低成本將降低下游的內(nèi)容與應(yīng)用創(chuàng)新門檻,利于下游端的生態(tài)構(gòu)建。其次“管道”里的海量數(shù)據(jù)在高速流動(dòng),管道端的高帶寬速度能實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)低時(shí)延,滿足全息終端的實(shí)時(shí)性。管道端是指提供信息傳輸服務(wù)的通信網(wǎng)絡(luò),移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)歷了從1G到5G的高速迭代,3G到4G經(jīng)過(guò)了15年,4G到5G則是12年,顯然時(shí)間間隔在逐漸縮短,隨著5G商用化,2019年通信界巨頭都已開(kāi)始在6G上的研發(fā),據(jù)預(yù)測(cè)6G將于2030年開(kāi)始商用。對(duì)于全息AR而言,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)最低要求都要達(dá)到5G的標(biāo)準(zhǔn),但高帶寬速度會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)流量猛增,產(chǎn)生昂貴的數(shù)據(jù)流量費(fèi)用,成本的兼顧仍是難題。
圖表3.1 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)間發(fā)展歷程
(資料來(lái)源:三星6G白皮書(shū),本翼資本整理)
最后,本地的芯片處理技術(shù)具備高級(jí)算法和建模識(shí)別能力以保證成像質(zhì)量,先進(jìn)算法的研發(fā)費(fèi)用也造就了智能終端的價(jià)格高位。總而言之,全息AR的商業(yè)化進(jìn)程要借助云管端一體化的技術(shù)合力,但當(dāng)前還不具備強(qiáng)云端處理能力和高管道傳輸效率,成本居高不下,因此終端硬件處理能力成為其商業(yè)化道路的攔路虎。
2、光學(xué)顯示技術(shù)存在改進(jìn)空間
全息顯示器包括顯示部件和光學(xué)部件。目前傳統(tǒng)的顯示部件如LCD(液晶顯示器)和LCOS(硅基液晶),其縮放范圍、投影角度均受到制約,只能呈現(xiàn)較低的圖像質(zhì)量和狹窄視角。其中顯示部件最關(guān)鍵的就是空間光調(diào)制器,空間光調(diào)制器特性與圖像的顯示效果有顯著關(guān)聯(lián)。空間光調(diào)制器的像素總數(shù)和刷新率決定了顯示系統(tǒng)的空間帶寬積,全息顯示設(shè)備像素總數(shù)少導(dǎo)致空間帶寬積受限,這將縮減空間光調(diào)制器所能呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)總量,進(jìn)而影響了三維圖像的分辨率,導(dǎo)致重構(gòu)圖像的尺寸和視場(chǎng)角都非常小,且其硬件也僅支持小尺寸和較小視角的實(shí)時(shí)全息顯示,最后影響顯示效果。
而在光學(xué)部件方面,全息光學(xué)元件是核心部件之一,其是一種感光材料薄片,由記錄介質(zhì)構(gòu)成,或稱為光柵介質(zhì)。全息光柵光波導(dǎo)技術(shù)則是使用全息光學(xué)元件代替亞波長(zhǎng)的刻蝕光柵來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬圖像的引導(dǎo)。相較于傳統(tǒng)光波導(dǎo),其具有高透明度和衍射效率的優(yōu)勢(shì),適用于全息AR顯示設(shè)備。但該技術(shù)還未成熟,其仿真設(shè)計(jì)上需要多重光學(xué)理論來(lái)回運(yùn)算且無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)的光線追蹤方式處理,元件的生產(chǎn)工藝要求確保納米尺度結(jié)構(gòu)的完美復(fù)刻,工序極其復(fù)雜,量產(chǎn)難度大。
3、視覺(jué)交互技術(shù)尚未具備理想化條件
人類接受的信息70%來(lái)源于視覺(jué),工業(yè)4.0離不開(kāi)智能制造,智能制造離不開(kāi)智能視覺(jué)。視覺(jué)交互指機(jī)器對(duì)光信號(hào)的感知能力,包括對(duì)信息的獲取、傳輸、處理、存儲(chǔ)理解的過(guò)程,但目前的視覺(jué)交互技術(shù)較為基礎(chǔ),嵌入式圖像處理系統(tǒng)還存在芯片計(jì)算能力不足、存儲(chǔ)空間有限等問(wèn)題,不能滿足運(yùn)算量較大的圖像處理。
圖像本身的采集速度、處理速度較慢,再加上新引入的深度學(xué)習(xí)類算法,加大了系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理的難度,系統(tǒng)跟不上機(jī)器的運(yùn)行節(jié)奏。此外,即便視覺(jué)芯片集成和高速圖像傳感器能夠模仿人類視覺(jué)系統(tǒng)處理機(jī)制,解決視覺(jué)圖像系統(tǒng)中數(shù)據(jù)串行傳輸處理的問(wèn)題,但“圖像傳感器+視覺(jué)處理器”集成式芯片難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。因而凌空觸控的出現(xiàn)時(shí)間暫不明確。
4、應(yīng)用端內(nèi)容及其產(chǎn)業(yè)鏈不成熟
全息AR應(yīng)用端內(nèi)容定制化程度高,只關(guān)注全息AR部分特性,且未來(lái)應(yīng)用空間也趨于特定場(chǎng)景,較為局限。從現(xiàn)有應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看,全息AR在B端的應(yīng)用空間小眾化,均是對(duì)傳統(tǒng)方式的顛覆,如若成本無(wú)法對(duì)標(biāo)傳統(tǒng)方式,其很難在已有的場(chǎng)景獲得普及。在C端試圖向大眾化市場(chǎng)延伸的突出場(chǎng)景是全息AR游戲,但封閉式的全息AR游戲體驗(yàn)館相當(dāng)于游戲界奢侈品,即低頻次消費(fèi)品,單次體驗(yàn)價(jià)格昂貴且時(shí)長(zhǎng)短,還留存了眩暈感等問(wèn)題,僅能觸達(dá)小眾高端消費(fèi)群體。
全息AR游戲體驗(yàn)對(duì)環(huán)境和設(shè)備要求極高,場(chǎng)館布置、硬件投影設(shè)備、感應(yīng)交互裝置價(jià)格總計(jì)百萬(wàn)元起步,日常需考慮設(shè)備維護(hù)開(kāi)銷,回本時(shí)間長(zhǎng)。頗高的運(yùn)營(yíng)、管理成本支出使得少數(shù)承辦的商家提升價(jià)格。盡管人們對(duì)于精神消費(fèi)日益重視,但消費(fèi)水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力約束了其在游戲上的過(guò)大開(kāi)銷投入。從宏觀層面來(lái)看,整個(gè)游戲行業(yè)中已有三大游戲類型把握市場(chǎng)風(fēng)向,分別是主機(jī)游戲、移動(dòng)游戲和PC游戲。
圖表3.2 2019年全球游戲細(xì)分市場(chǎng)份額情況
(來(lái)源:Newzoo 本翼資本整理)
其中,移動(dòng)游戲市場(chǎng)份額占比最高,其優(yōu)勢(shì)在于下載快捷、操作方便、隨時(shí)隨地且“零成本”。據(jù)艾媒咨詢數(shù)據(jù)顯示,2019 年中國(guó)移動(dòng)游戲市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1660.3億元,預(yù)計(jì)2020年移動(dòng)游戲行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1800億元。PS4、Xbox One和Switch引領(lǐng)的主機(jī)游戲?qū)崿F(xiàn)足不出戶的多人娛樂(lè)體驗(yàn),雖然主機(jī)價(jià)格不低,但體驗(yàn)次數(shù)和時(shí)間完全不受限,體驗(yàn)內(nèi)容可按個(gè)人喜好甄選。相比之下全息AR游戲既不具備成本低廉優(yōu)勢(shì)、也無(wú)法多次不限時(shí)體驗(yàn)、還需前往游戲館指定位置,因而擠進(jìn)現(xiàn)有的市場(chǎng)格局“分一杯羹”搶占份額的競(jìng)爭(zhēng)能力較弱,多重因素阻礙了全息AR游戲的大眾化道路。
其次,全息AR行業(yè)目前欠缺產(chǎn)業(yè)鏈資源整合等多方面能力。下游端無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)和量產(chǎn),設(shè)備價(jià)格高昂,用戶認(rèn)知程度偏低,云管端一體化的協(xié)同還需要時(shí)間。
四、全息AR產(chǎn)業(yè)鏈公司的發(fā)展現(xiàn)狀
在我國(guó)全息投影行業(yè)中,小型企業(yè)占到企業(yè)數(shù)量65.5%,中型企業(yè)占企業(yè)數(shù)量的21.8%,大型企業(yè)占比則為12.7%。創(chuàng)新型企業(yè)大批涌現(xiàn),市場(chǎng)前景備受看好。
圖表4.1 全息投影企業(yè)規(guī)模
(資料來(lái)源:中國(guó)報(bào)告大廳,本翼資本整理)
創(chuàng)新型公司自主研發(fā)及創(chuàng)新能力將成為其在行業(yè)的立足之本,顛覆性的技術(shù)、專利成為其與龍頭企業(yè)搶占市場(chǎng)份額的資本。然而并非所有公司深耕技術(shù)就能有回報(bào),創(chuàng)新也意味著冒險(xiǎn),存在顆粒無(wú)收的概率,國(guó)際龍頭企業(yè)在這方面或許缺乏創(chuàng)新動(dòng)力。例如蘋果、微軟、索尼、Google、三星等,均已形成了既定業(yè)務(wù)營(yíng)收來(lái)源,維持現(xiàn)狀也能保證收益穩(wěn)定。微軟專注于軟件開(kāi)發(fā),Windows系統(tǒng)、Office、X-box等業(yè)務(wù)盈利能力強(qiáng)勁,而Google專注平臺(tái),提供操作系統(tǒng)。這些企業(yè)的原有業(yè)務(wù)創(chuàng)收豐厚,在全息AR領(lǐng)域暫時(shí)只進(jìn)行初探。
(一)創(chuàng)新型企業(yè)
1.1 DigiLens
是一家總部位于美國(guó)加利福尼亞州的初創(chuàng)公司,其獲取了光學(xué)平臺(tái)專利,并致力于開(kāi)發(fā)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)設(shè)備的顯示器,為原始設(shè)備制造商(OEM)提供了面向勞動(dòng)力和消費(fèi)者市場(chǎng)的一套可定制、低成本的AR眼鏡解決方案,并在C輪融資中籌集了5000萬(wàn)美元。Digilens的投資者包括UDC Ventures,三星風(fēng)投公司,Niantic Labs,索尼創(chuàng)新基金,三菱化學(xué)控股公司等。三星風(fēng)險(xiǎn)投資公司在2020年增加對(duì)DigiLens的投資,其首先參與了C輪融資,并再次通過(guò)“可轉(zhuǎn)債”投資工具進(jìn)行投資。DigiLens首席執(zhí)行官Chris Pickett認(rèn)為,這些合作伙伴關(guān)系為公司提供了良好的生態(tài)系統(tǒng),使他們的產(chǎn)品能夠以各種不同的形式進(jìn)入顯示市場(chǎng)的各類細(xì)分賽道。
核心低成本的工藝制造技術(shù):
DigiLens主要產(chǎn)品是全息波導(dǎo)顯示器,顯示器突破性的架構(gòu)允許多路衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)的多路復(fù)用,集成壓縮光路,縮小鏡片外形尺寸,擴(kuò)大視場(chǎng)角(FOV)并且其研發(fā)的光敏聚合物技術(shù)及高性能晶體波導(dǎo)能顯著降低AR顯示設(shè)備(智能眼鏡、頭戴顯示器)成本,簡(jiǎn)化工藝生產(chǎn)。其專有光聚合物與低成本全息接觸復(fù)制工藝制造光學(xué)元件的這一過(guò)程使得AR眼鏡的零售價(jià)格將低于499美元。市面上AR眼鏡價(jià)格范圍在1000美元-5000美元之間,DigiLens擁有了比市場(chǎng)上的其他AR解決方案更具成本效益的優(yōu)勢(shì)。借此與國(guó)內(nèi)領(lǐng)先光學(xué)元件制造商水晶光電達(dá)成合作伙伴關(guān)系,推動(dòng)設(shè)備量產(chǎn)、進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)并進(jìn)行亞洲布局。
1.2 Meta
是一家智能材料光電公司,致力于改變?nèi)藗兪褂霉獾姆绞?,從光中更多受益。Metamaterial Inc.公司最初于2011年成立,其核心業(yè)務(wù)之一是利用光學(xué)技術(shù)開(kāi)發(fā)全息AR產(chǎn)品。META的全息光學(xué)元件 metaVISION基于定制設(shè)計(jì)的光敏聚合物,適合通過(guò)層壓、熱成型、注塑成型和鑄造進(jìn)行產(chǎn)品集成。根據(jù)AR設(shè)備的核心是將真實(shí)世界的光線與虛擬世界的數(shù)字信息重疊的光學(xué)組合器,Meta公司設(shè)計(jì)了一款在AR眼鏡和透明顯示屏中作為光學(xué)組合器使用的定制體積全息圖。其專有的光敏聚合物和先進(jìn)的記錄方法能夠制造一種光學(xué)組件,組件具備以薄、質(zhì)量輕、低成本的塑料薄膜來(lái)復(fù)制龐大、質(zhì)量重的透鏡和反射鏡的光學(xué)性能,還能用于開(kāi)發(fā)新型全息光學(xué)元件。應(yīng)用于汽車和航空工業(yè)領(lǐng)域的平視顯示器,以及新興的城市建筑的透明顯示屏中,在2020年的第一季度,公司全息技術(shù)的研發(fā)收入達(dá)到344453美元,相當(dāng)于2019年同季度的收入翻倍。
(二)國(guó)際龍頭企業(yè)
2.1 索尼
目前在官網(wǎng)推出的AR領(lǐng)域產(chǎn)品只有兩款,分別是SmartEyeglass SED-E1和LMX-001。
LMX-001是一款近眼全息波導(dǎo)顯示器,用于定制化硬件的集成。這意味著索尼作為開(kāi)發(fā)工具包的提供方,后續(xù)讓開(kāi)發(fā)者定制他們所需要的AR硬件和軟件解決方案。產(chǎn)品纖薄輕巧、圖像呈現(xiàn)明亮清晰、可快速批量生產(chǎn)。它結(jié)合了占用空間小和視野清晰的優(yōu)勢(shì),成為理想化的工業(yè)全息AR設(shè)備。英國(guó)Imagination Factory團(tuán)隊(duì)使用Sony 的LMX-001全息波導(dǎo)顯示器開(kāi)發(fā)了世界上第一個(gè)帶有全息顯示器的泳鏡解決方案。該解決方案稱為Swim AR,它可固定在常規(guī)的護(hù)目鏡上,為游泳者提供實(shí)時(shí)的訓(xùn)練數(shù)據(jù),例如時(shí)間、距離里程,分段。團(tuán)隊(duì)計(jì)劃為Swim AR進(jìn)行小批量生產(chǎn),市場(chǎng)反饋良好。
此外,早在2017年中期索尼就已向美國(guó)專利商標(biāo)局申請(qǐng)了全息顯示屏專利。此全息顯示屏使用光發(fā)射器及大量能夠高速移動(dòng)、傾斜的微鏡來(lái)加強(qiáng)光的反射。在無(wú)需佩戴任何設(shè)備的情況下,發(fā)出的光會(huì)經(jīng)過(guò)調(diào)制后在人體左右眼形成不同的圖像,形成三維效果。顯示器還配備了眼球追蹤技術(shù)和臉部識(shí)別用來(lái)確認(rèn)直視全息屏幕的人數(shù),攝像頭與光學(xué)傳感器用于計(jì)算玩家到屏幕的距離,同時(shí)微鏡能不斷的調(diào)整圖像來(lái)保證移動(dòng)中的玩家視圖穩(wěn)定。其兼容設(shè)備包括索尼自身的PlayStation,微軟(Xbox)和任天堂(Switch)以及AR/VR頭戴顯示器。上述現(xiàn)象還只是設(shè)想,期待在未來(lái)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品落地。
圖表4.3 索尼新專利原理圖
(資料來(lái)源:Letsgo digital 網(wǎng)站,本翼資本整理)
2.2 三星
2018年底,三星電子向美國(guó)專利商標(biāo)局申請(qǐng)了“三維成像設(shè)備及其電子設(shè)備”專利。其原理為三個(gè)主要組件:全屏顯示器、半反射鏡和反射元件將呈一定角度放置,當(dāng)智能手機(jī)放入專用的擴(kuò)展塢中,智能手機(jī)屏幕(全屏顯示器)的圖像會(huì)顯示在半反射鏡上,通過(guò)反射元件將圖像反射,最終由投影顯示器投射到空中。實(shí)現(xiàn)空中投影的顯示器搭載了中繼透鏡,中繼透鏡囊括了一系列微透鏡并集成了空間光調(diào)制器(SLM)和濾光器,通過(guò)光線干預(yù),使系統(tǒng)投影高質(zhì)量的全息影像。Samsung Galaxy智能手機(jī)的相機(jī)帶有圖像傳感器,用于確定用戶的距離,根據(jù)用戶相對(duì)于擴(kuò)展塢的位置來(lái)調(diào)整圖像,當(dāng)全息影像離人較遠(yuǎn),則文本或其他內(nèi)容將放大顯示。距離越近,投影將自動(dòng)縮小。
圖表4.3 三星新專利原理圖
(資料來(lái)源:Letsgo digital 網(wǎng)站,本翼資本整理)
2.3 蘋果
蘋果公司在2019年9月提出一項(xiàng)應(yīng)用于AR頭戴顯示器的專利。開(kāi)發(fā)該專利的關(guān)鍵是為了消除“調(diào)節(jié)性輻輳”問(wèn)題,即虛擬對(duì)象布滿視野環(huán)境,而沒(méi)有考慮使用者期望的景深水平,在某些情況下,這種視覺(jué)沖突會(huì)導(dǎo)致眼睛疲勞、頭痛和惡心。因此蘋果公司提出使用“反射式全息合成器”來(lái)達(dá)到同樣的目的,即在向AR設(shè)備元件反射光線的同時(shí)允許環(huán)境光的穿過(guò)。
全息組合器與光學(xué)引擎一同使用,向組合器的指定點(diǎn)投射光線來(lái)再現(xiàn)場(chǎng)景。該光學(xué)引擎包括多種圖像投影系統(tǒng),例如激光二極管,Led和其他用于人眼視網(wǎng)膜中央凹及外圍投影的儀器。這些投影儀器配合眼球追蹤系統(tǒng)確定目光有效解決上述視覺(jué)問(wèn)題,蘋果還在逐漸完善其AR設(shè)備體感。值得一提的是,華為歐洲實(shí)驗(yàn)室中心也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)痛點(diǎn),并于近期聯(lián)合劍橋大學(xué)先進(jìn)光電子中心發(fā)表全息AR顯示論文,開(kāi)展視網(wǎng)膜成像的AR光學(xué)模組研發(fā),提升現(xiàn)有設(shè)備靈活聚焦和全息顯示的功能,緩解視覺(jué)不適問(wèn)題。兩者的研發(fā)進(jìn)程或?qū)⒊蔀槲磥?lái)看點(diǎn)。
圖表4.4 蘋果新專利原理圖
(資料來(lái)源:美國(guó)專利申請(qǐng)局,本翼資本整理)
蘋果的終端處理能力強(qiáng),具備研發(fā)全息AR終端硬件的技術(shù)條件,也是最有可能在此領(lǐng)域做出成效的大公司,而目前其重心還將放在延續(xù)手機(jī)的生命周期上。從其業(yè)務(wù)營(yíng)收占總收入可以看出蘋果盈利主力是手機(jī),與蘋果手機(jī)相比,可穿戴設(shè)備創(chuàng)造的收入僅為手機(jī)收入的四分之一。
2.4 微軟
2015年推出HoloLens 第一代,采用光波導(dǎo)技術(shù)將視場(chǎng)角提高至30度,擴(kuò)大了用戶的視野范圍,加強(qiáng)硬件來(lái)提升用戶體驗(yàn)。2019年推出HoloLens第二代,軟件上配備了Windows全息操作系統(tǒng),并使用透明全息透鏡這一光學(xué)元件,其設(shè)備沒(méi)有外接線路屬于無(wú)線連接,戴上設(shè)備后可以任意移動(dòng),能夠很自然地觸摸,抓住或移動(dòng)全息圖,圖像如真實(shí)的物體一樣作出反應(yīng)。產(chǎn)品主導(dǎo)的商業(yè)解決方案全面化,例如CAE公司運(yùn)用Hololens2提供了改變醫(yī)療保健教育和培訓(xùn)的解決方案,CAE Healthcare通過(guò)Microsoft HoloLens 2的沉浸式環(huán)境提供全套培訓(xùn)教育內(nèi)容,學(xué)習(xí)者可以通過(guò)參與研究高解析度的全息圖,加深對(duì)多種臨床診斷下患者的病理了解??s短學(xué)習(xí)曲線,擴(kuò)充技能掌握能力,增強(qiáng)知識(shí)儲(chǔ)備,培訓(xùn)效果顯著,有效提高醫(yī)療界安全系數(shù)。類似為HoloLens提供解決方案的公司還有8家,行業(yè)合作伙伴廣泛。
]]>