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AR
——下一代计算平台的硬件探索

◎夏凯

AR被广泛定义为下一代计算平台，所以有必要给大家简单梳理一下计算平台的演化历史，从最早的大型计算机发展到AR眼镜，可以从四个层面去探讨：使用场景、使用时间、功能定义、交互操作。

从大型计算机到个人的独立计算机，使用场景由固定到灵活，破除了地点和场景限制。限制的破除，必然大大提高了产品的使用时长。从功能定义上分析，大型计算机主要用于商用的计算，不具备C端应用性。从个人PC不断演进到AR眼镜，由于场景不受限制，时间极大扩展，必然带来在不同场景下的生态应用的增加，用户量随之指数级上升。

接下来是操作交互层面的探讨，大型计算机不作过多阐述。从PC开始，采用键盘或者鼠标的交互，慢慢过渡到纯键盘，接下来就是触摸屏。虽然说目前AR眼镜的交互还没有被完全定义出来，但随着Tof、眼动追踪等传感器产业和算法的成熟，AR眼镜的交互将会变得更加丰富，更加自然。

综上所述，AR眼镜有朝一日替换手机成为下一代计算平台是必然的结果，它解决了以往计算平台的诸多问题，破除了场景限制，使用灵活，交互自然。随身佩戴的眼镜形态和近眼显示技术，搭配全新的交互模式，将不可避免地重塑互联网生态，颠覆现有的商业秩序。

市场上AR眼镜的最关键的一个部分，便是近眼显示技术，下面简单梳理几种主流的方向，从量产性、视效、光效、成本、前景五个方面去探讨。

阵列光波导：一般搭配LCOS屏幕，透过率高，透过率可达到80%，镜片薄，目前小规模应用在B端产品上，如ROKID Glass 2、magic leap第一代。但是阵列光波导由于其工艺难度，因此不具备大规模的量产性，且光效低，伴随功耗高。

衍射光波导：该方案主要搭配DLP和Micro Led光学引擎，具有较高的透过率，技术上可以采用纳米压印或者蚀刻的形式，能够实现大规模量产，有可能是AR眼镜的一个终极显示方案，当然现阶段也存在诸多问题，如显示偏色严重、成本高等。市面上，B端产品有Hololens第一代和第二代，还有ROKID X-craft。C端市场上，Mirco LED加上衍射光波导的产品比较典型的是OPPO Air、小米概念眼镜等。据说目前Meta、苹果、PICO、三星等厂家，都在朝该方向研发评估。

折返式光学方案：通过Micro OLED作为光学引擎，搭配相应的折返式镜片，是目前视觉效果最好、成本也相对较低的方案。诸多厂家用它来主打C端观影市场，构成目前C端AR眼镜主流的应用方向，比较典型的产品有Rokid Air 、Nreal Air 、雷鸟Air等。

自由曲面：最早的Google Glass就是采用自由曲面棱镜，它的优势就是光效非常高，相应功耗低，B端、C端均可使用，成本相对可控，技术也较为成熟，但是大规模量产会受到工艺的限制，技术前景比较受限。

以上光学方案各有千秋，当然AR眼镜所面临的瓶颈远不止于此。AR眼镜的发展，面临三座“大山”：光学、芯片平台、电池。

AR眼镜后续最大的发展动力源于合适的芯片平台，现今主要的移动芯片平台都是针对手机、平板、手表等成熟品类，专门针对AR眼镜市场的芯片平台非常少。电池续航也是一座难以跨过的“大山”，眼镜端电池的容量的定义要求非常慎重，应在尽量保证够用的同时，避免增加头部佩戴负担。光学、电池、芯片平台这三大障碍禁锢了眼镜的设计和创新。基于这些限制，我们梳理了目前AR眼镜市场的产品方向。

第一个方向是弱化眼镜端算力，强调优秀的视觉效果和电池续航，主流产品为AR观影眼镜，眼镜本体没有任何算力，通过连接手机或计算终端来实现它的观影功能。

第二个方向是弱化续航，重点强调光学和计算能力，案例比较典型的是Rokid Air Pro加计算终端，还有Magic Leap 2，具备完善的手势和语音交互体验。

第三个方向是弱化光学，保证芯片算力和基础续航，然后维持轻便一体的产品形态，把体积压缩到极致，这样眼镜的功能会弱化，只能做简单的信息提示、导航、题词等功能。市面上这样的产品有很多，如最早的Google Glass、North Glass、 Oppo Air，以及Rokid的第一代产品，都是属于这一类。

考虑到现今部分客户对AR眼镜功能的多元需求，也有大而全的产品，要兼顾芯片算力、电池续航、光学效果等功能。这样就有了另外一个方向—一体头环形态的AR眼镜，体积较大，重量也不轻，类似Hololens第一代和第二代，以及Rokid X-Craft。

讨论完市场现状，接下来分享下ROKID的产品研发流程。

我们在探讨产品研发流程前，先把产品创新的缘起做一个定义，那就是技术。无论是芯片、光学器件、电池，还是制造工艺、组装方式等，都可以被定义为技术。技术创造出来如何向外延展呢？产品经理基于一项或者多项技术来构思一个产品方案。针对不同市场、品牌、销售、去定义，完成最基础的产品构建；接下来就是设计师出马，通过设计创新来给技术穿上靓丽的“外衣”，完成概念产品。概念产品不可避免地要进入量产和研发。完成量产和研发的产品随即可以进入销售的环节。最终基于消费者的使用反馈和优化的建议，反推技术的发展。形成一个完整的闭环，每一个闭环都意味着一个产品或者产业的生命循环，这个循环一直会持续到技术淘汰或者产品失去使用价值为止。

产品经理或者设计师在这个过程中，要坚持几个原则：第一个是“必要”，即产品究竟给用户带来哪些必要的价值；第二个是“好用”，即带来用户价值的同时，不能增加使用上的负担，让消费者快速而且精准的使用；当然还有一个重要的原则就是便宜，便宜不是廉价，便宜是满足消费者需求的同时，使得使用价值覆盖其销售价格，让人感到物超所值。

我们在产品创新的过程中，会分为几个阶段。第一个阶段是准备期，开始调研AR行业的市场需求，了解未来趋势；积累芯片平台、光学、算法等基础实现技术；然后基于技术和市场需求，完成产品定义初稿，输出一个简单的外观原型，接下来基于外观的原型，结合光学模组，搭建一个简单的原型机。

完善产品定义和设计外观模型之后，我们会带着相应的原型或者模型去与客户进行沟通，进行细节更新优化，最终完成产品定义的终稿和工业设计外观。待一切准备完毕，随即进入量产期，跟进CMF和体验的把控，保证产品不偏离需求，最终完成完整产品的软硬件输出。

最后进入销售支持期，配合销售，同时收集用户的反馈，不断地完善产品，保证每一代产品都给用户一个完美体验。当然必要的配件方案也是需要配合研发输出的。

对于AR眼镜硬件发展趋势，我们分四个阶段去探讨。

第一个阶段就是相对来说比较简单的，就是通过眼镜有线连接手机或者计算终端，实现观影和云游戏的功能，如Rokid Air加手机或者Rokid Station，主要是用于大屏的功能，比较主流和成熟。所有的计算和电池、交互等模块全都在主机端，眼镜端只作显示。目前这一类产品功能单一，上手门槛较低。

第二个阶段，眼镜上具备显示和部分交互模块，底下的计算主机端具备较高的计算能力，支持长续航的电池以及部分交互，但它还是以有线连接的方式。这一类的结构形式，我们认为它是一个AR的过渡方案，它可以在B端用于展示或者工业数字孪生等场景。对于C端来说，成本比较高，你购买眼镜之后还要购买高算力计算终端，当然不排除部分发烧友购买来尝鲜。比较典型的案例是Rokid Max Pro，有线连接计算终端。

第三个阶段，眼镜端具备交互、显示和电池的模块，并且有可能具备一定的弱计算能力。主机端只具备计算或者弱交互能力，通过Wi-Fi 6E或者Wi-Fi 7实现眼镜和主机端的连接。这是目前芯片厂家主推的联动手机和AR眼镜的方案，比较典型的就是高通AR 2的方案。有可能苹果的XR产品就是采用这种方式。

最后一个阶段，眼镜端集成了光学显示、电池、交互模块，具备弱计算或者无计算的能力，通过无线网络的协议去连接云端的计算中心。将所有的应用的计算能力放置在云端，这有可能是未来AR眼镜的终极方案。

最后，我们以象限的形式做一个分析。AR眼镜是从多组件、多功能的模块向一体化、轻量化的方向进行转变。同时也是从强本地计算能力向强云端计算能力的转变。如果我们把市面上所有的AR眼镜放置在这个象限中，那基本上可以分为四类，即有线眼镜大屏、有线分体AR眼镜、一体头环、信息提示类一体机。但是可以肯定的是，这四类都不是AR眼镜的最终形态。我们需要的是第五种，它具有轻量一体的佩戴感受、普通眼镜的形态，同时具备强大的无线通信能力，能够连接到云端的计算主机，实现云端的计算能力。相信在不久的将来，C端AR眼镜厂家都会朝着这个方向努力。