近日，Meta发布了混合现实（MR）头显Quest3，作为对标今年6月苹果发布的Vision Pro的产品，Meta公司CEO扎克伯格称Quest 3为MR头显的“未来”。近段时间以来，人们对元宇宙的想象似乎正在一步步成为现实。

相比传统PC和手机，VR/AR（虚拟现实）设备需要解决的是“显示”与“交互”两个特殊需求，也是最重要的两个技术面。今年以来，一系列“史上最强”的性能已不是科技大厂们的营销口号，而是行业关键技术实实在在的突破。

 

Micro LED等主动式微显示技术未来可期

苹果Vision Pro的面世，是2023年虚拟现实行业的里程碑事件之一，苹果的产品规划一向稳健，往往被认为是产品对应的产业和技术是否成熟的风向标。Vision Pro搭载了主动式微显示技术Micro OLED（硅基OLED）屏幕，分辨率达到单眼4K、双眼8K水平，大幅削弱颗粒感，提高渲染画面对现实场景的拟真感。

虚拟现实设备主流显示技术主要包括被动式微显示技术、主动式微显示技术等。被动式微显示技术包括LCD、LCoS和DLP，工作时需要LED作为光源。目前大多数VR头显使用的是LCD屏，LCD技术已经较为成熟，但光机体积较大、光展量有限，难以适应功能复杂、日趋轻小的AR（增强现实）和MR（混合现实）设备形态。

 

主动式微显示技术采用自发光，主要包括Micro OLED和Micro LED，能更好满足穿透式眼镜的要求。其中，Micro OLED是现阶段的主流技术，包括雷鸟创新、XREAL以及Rokid都广泛采用了Micro OLED屏幕。洛图科技线上监测数据显示，2023年上半年，Micro OLED在AR产品线上市场的份额达到94%。

 

然而，与风头正劲的Micro OLED相比，业内人士认为，同属于主动式微显示技术的Micro LED有望在未来成为更多MR屏幕的良好解决方案。工信部等五部门印发的《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（2022—2026年）》明确，将重点推动Micro LED等微显示技术升级，加快近眼显示向高分辨率、大视场角、轻薄小型化方向发展。

 

近年来，如TCL华星、利亚德等显示行业主导企业在Micro LED领域加大布局。“公司Micro LED产品已推出2年多，现在价格跟最初比已经下降很多，目前产品供不应求，5月份利晶工厂的产能已经从800KK/月扩到1400KK/月，计划年底前继续扩到2000KK/月。”利亚德方面向记者表示。

 

“从技术特点来看，Micro LED的替代优势十分明显。”集邦科技研究部副总邱宇彬在接受《中国电子报》记者采访时介绍说，例如，Micro OLED采用的是有机材料，存在寿命短、不稳定等问题，而Micro LED使用的是LED，具有极强的稳定性。

 

对于MR产品来说，亮度至关重要。赛迪顾问物联网产业研究中心副总经理刘暾向《中国电子报》记者指出，对于AR设备而言，为了匹配用户周围光线的亮度，把虚拟影像投射到现实世界中，需亮度更高的显示器。因此丛中长期发展看，Micro LED技术是较OLED更加优良的选择。

 

刘暾坦言，目前，Micro LED尚处于技术发展初期，其在芯片、全彩显示、巨量转移、背板与驱动、检测与维修等诸多方面都面临实际问题。亦有业内人士分析认为，Micro LED的技术瓶颈大概率会在2025年后有所突破。

 

流畅交互背后的“芯”力量日趋强大

 

在Quest 3发布会上展示了这样的产品功能：用户只需要轻轻点击头显侧面，Quest 3就能瞬间把人们从虚拟世界带回现实世界——可以选择在餐桌上弹虚拟钢琴，在茶几上搭建巨型虚拟乐高，还能够转身和坐在身边的朋友聊天……画面中，人们能够明显看出Quest 3的MR透视画面的清晰度相较于Quest 2有大幅提升，Quest 3前端显示部分比Quest 2前端轻薄了40%。这背后，离不开其底层提供性能的芯片——高通骁龙XR2 Gen 2芯片，它正在以全新的面貌展示强大的计算能力。

 

相比传统PC和手机，VR/AR设备需要解决的是“交互”与“显示”两个特殊需求，也是最重要的两个技术面。显然，传统的PC、移动通用芯片无法满足VR/AR设备对于这两方面的特殊需求，需要专用处理器根据不同的VR/AR形式和应用场景进行定制化设计。

 

从2022年起，Meta便与高通签署了多年战略协议，通过面向Meta Quest平台定制的骁龙XR平台，优化产品体验。近日，高通新一代XR芯片几乎与Quest 3同时发布，将帮助Meta Quest 3更好地推向大众市场，切实打破数字世界和现实世界的壁垒。

高通技术公司副总裁兼XR业务总经理司宏国介绍，这颗高通骁龙XR2 Gen2芯片主要在沉浸式体验、交互能力上做了大幅度提升。

 

第一是面向视觉、图形和多媒体的沉浸式体验。这颗芯片在架构层针对性能和能效进行了大幅度优化，GPU的性能比前代芯片提升了2.5倍，开发者可以充分利用新平台的GPU能力，在同样的视觉效果下节省50%的功耗。第二是流畅交互。XR设备的算力消耗是老大难问题。针对6DoF中的特征探测和追踪功能，第一代骁龙XR2是通过软件来实现的，但在第二代骁龙XR2上，高通尝试依靠硬件实现，将其放在芯片硬件视觉分析引擎中，从而实现了性能提升，并降低了功耗和时延。

 

不同于高通，苹果在Vision Pro设备中使用了M2+R1的双芯片组合。在Vision Pro的芯片配置中，专为混合现实耳机设计的芯片R1搭配了为最新MacBook Air的同款处理器M2芯片一起运行。其中，M2芯片负责瞬时交互、运行计算，使用户可以通过头显设备访问应用；R1属于低功耗芯片，处理来自12个摄像头、5个传感器和6个麦克风的数据，以在12毫秒内将新图像传输到显示屏中，极大缓解了眩晕问题。

 

不同公司由于策略不同，对设备中芯片方案的选择也不尽相同。有业内人士认为，现阶段，双芯片架构可能更加实用，能够跟随市场需求变化而灵活调整。

 

近年来，国内有不少芯片公司开始发力适用于XR领域，与主芯片配合的协处理器。锐思智芯的新一代产品ALPIX融合视觉传感器，能够为AR和VR设备提供性能和功耗优势；每刻深思智能所推出的低功耗感算一体智能芯片，也已经广泛用在AR/VR/MR以及智能座舱等复杂人机感知和交互场景......

 

“头显向硬件提出了新需求，需要跟摄像头、显示屏幕连接，跟人机交互方式提供算法和服务，值得一块专有芯片。此外，随着人工智能时代的到来，需要把更多的CPU和GPU的工作从终端转移到云端来做，没有双芯片架构可能很难做到。”XR芯片公司万有引力联合创始人兼CFO王海青说。

 

来源：中国电子报