元宇宙技术考

文丨锦缎

2020年11月，腾讯一年一度的内刊《三观》里，马化腾谈到了“全真互联网”这个概念。作为整本刊物的前言，他这样说道:

” 现在，一个令人兴奋的机会正在到来，移动互联网十年发展，即将迎来下一波升级，我们称之为全真互联网。 从实时通信到音视频等一系列基础技术已经准备好，计算能力快速提升，推动信息接触、人机交互的模式发生更丰富的变化……我相信又一场大洗牌即将开始。就像移动互联网转型一样，上不了船的人将逐渐落伍。 ”

2011年4月，字节跳动以一亿元投资元宇宙概念公司代码乾坤，打响了国内大厂入驻的第一枪。8月，百度世界大会开放VR会场，让无法亲历会场的参与者们可以通过虚拟的方式参加。 同月，国内VR创业公司Pico在全员信中披露公司已被字节跳动收购； 英伟达面向全球的工程师发布了全球首个为元宇宙建立提供基础的模拟和协作平台Omniverse。 10月，Facebook和微软相继宣布进军元宇宙。

全球科技大厂如下饺子一般或进入，或斥以重金抢夺元宇宙的“领土”。

今天，我们将拨开元宇宙的面纱——从VR硬件、VR/AR交互、5G、物联网这四项元宇宙基础技术进行分析：进入元宇宙，我们准备的怎么样了？

01、功夫深不深，要看桶短板

【1】体验元宇宙，首先要进入元宇宙。

目前进入元宇宙的路径一般认为是VR/AR，但VR在今天仍然被认为是一项“不那么成熟的产品”。

1987年，美国“虚拟现实之父”Jaron Lanier首次提出VR概念.其创建的VPL公司随后研发出了一系列虚拟现实设备，包括Data Glove头显和配套的Eye Phone手套。但直到2010年之前，VR大多数的应用还停留在科研机构和军方实验室，难以通过商用的方式进入广大消费者的视野。

直到2012年，Oculus Rift通过对成本、延迟、视域和舒适度等方面上做了大幅度的改善，VR才开始被资本关注。在这个时期出现了以Google为首的多家科技巨头进军VR领域，带动了第一波VR/AR热潮。

2014年5月，Google在美国市场公开发售Google眼镜。同年7月，Facebook耗资30亿美元完成收购Oculus。次年3月，HTC发布了Vive头显。该产品在当年被称为“最好用的VR设备”之一。

但不幸的是，这一代VR价格对于普通消费者来说过于昂贵、芯片性能不足、VR佩戴插线限制行动、体验内容太少。以上种种原因导致这波浪潮最终以少数人的体验而告终。

在显示方面的原因是，当时主要的显示元件为了防止LED屏幕的余辉效应和延迟而选择OLED屏幕。但当时中小消费级OLED屏幕的生产商三星无法解决OLED产品良率的问题，使得成本始终压不下来，设备价格高成了限制体验的第一道门槛。

此外，受制于当年移动消费级芯片对于视频解码的限制。以HTC VIVE为例，它采用的是对应双眼的两块1080p屏幕。虽然在当时手机的分辨率大多是1080p，但这种分辨率应用在近眼显示的结果被吐槽“大果粒”和纱窗效应严重。对于芯片的解决方案，高通在2019年12月才首次发布XR专用高端芯片XR2。而在此之前，VR产品一直主要使用手机处理器。

显示层面的门槛让用户尴尬，而内容的匮乏才更为“坑爹”。目前主流VR内容平台只有Steam，截止到今天，VR内容数量为四千多款。相比其他内容，大多是以前已发售内容的复刻，内容数量少，且可体验地部分内容不够优质。这一切表现让当时尝鲜和科技爱好者大呼上当，没什么内容支撑让这些价值不菲的设备难逃“吃灰”的命运。

时间来到今天，VR整体市场随着Oculus Quest 2的发布开始重新回暖。加之被誉为迄今为止最好的VR游戏《半条命Alyx》发售，和如今铺天盖地的关于元宇宙的宣传，这使得VR设备再次被推到风口浪尖。这一波浪潮看似符合被称为VR元年的2016年Ganther给出的科技成熟度曲线的预测，VR开始由低谷期走向成熟期。但其实VR设备的缺陷和要补的功课还有很多。

在显示领域，随着市场需求日渐清晰，业界对VR显示领域表现出更高的期待，但目前的产品表现仍然受限于核心光学器件与显示方案的发展。在当前，主流代表性VR采用的是快速响应液晶的解决方案，如 Quest 2采用一块改良后的Fast-LCD替换了上代产品中的两块AMOLED。这块屏幕的特性主要表现为超高清（分辨率接近4K）、轻薄，同时兼顾了成本。

纵然有4K的分辨率，这块屏幕在显示效果上，还远称不上“科学”。这是由于头戴式设备屏幕距离眼睛非常近，研究表明合适的VR显示器理想像素密度需要在2000ppi以上。但这已经远超目前LCD和OLED显示器可以达到的水平。

在显示领域，Micro-LED将成为继LCD和OLED后的下一代显示技术。广阔市场前景致使诸多行业巨头加速战略布局，苹果（LuxVue）、Meta（InfiniLED）、谷歌（Glo）、英特尔（Aledia）等纷纷投资或收购该领域初创公司。国内主要面板厂商（京东方、华星光电、三安光电）目前也都在有紧跟布局。

Micro-LED具备低功耗、高亮度、高对比、反应速度快、厚度薄等应用于虚拟现实显示的优势。但现阶段由于LED外延片成本高，产品良率尚未达到可量产的水平，综合当前Micro-LED厂商量产计划来看，可能要在2022年才能实现规模化。

在显示方案上，VR头显作为以人眼为中心的光学结构件。视觉质量、体积重量、视场角、成本等之间的权衡是VR产品生产的重点指标。这其中，头显的重量可以说是用户体验最直观的感受。

目前的主流产品Oculus Quest 2的重量为503g，而HTC VIVE Focus 3的重量高达785g。头戴一斤的显示器先不说舒适度，头部重心前倾对颈椎的压迫也不得不关注。目前关于VR头显主流方案是菲涅尔透镜，这种解决方案要求透镜与显示面板之间必须保持一定距离。

通过这个方案能在一定程度上协调可视角度、画质、成本，但在显示模组的大小和重量上就显得“压不住“了。（图片来源GOROman拆解的Oculus Quest 2）

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