文/VR陀螺 豌豆

前段时间扎克伯格与美国著名的计算机科学家Lex Fridman在元宇宙进行了一场“面对面”的访谈，现实中的两人相距数百英里，但通过3D扫描技术重建面部3D模型并结合AI驱动，以及Quest Pro头显的面部捕捉功能，在高仿真的虚拟形象上实时反映面部表情。

扎克伯格强调自己理想的元宇宙：“这触及了（Meta）VR和AR愿景的核心，即无论您实际身在世界何处，都能提供一种身临其境的临场感。我认为这次经历很好地体现了这一点，我们二人身处横跨半个国家的两个完全不同的州，看起来你就像是坐在我面前一样。”

来源：Lex Fridman采访

自Facebook更名为Meta后，扎克伯格一直专注于打造“理想的元宇宙”。但在今年7月发布报告称其Reality Labs部门在6个月内亏损77.32亿美元，如此高昂的支出，不禁让人质疑其运营状况。

结合近几年其他相关企业裁员优化、经营亏损等负面消息，大公司还能分得一块蛋糕，新兴的初创企业是否又面临更大的难题？元宇宙最为关键的上下游产业链发展状况如何？

尽管元宇宙有“降火”的趋势，但这也给了行业更多冷静沉淀的机会和时间去脚踏实地钻研。虚实融合仍然是数字化时代发展的大方向，只有大方向还不够，产品具体要怎样做，还需要有巨头先“打样”。

Vision Pro与Quest 3（图源：网络）

近期在硬件方面备受行业关注的，无论是Meta发布的Quest 3，还是数月前苹果推出的Vision Pro，两家科技公司的竞争态势明了，尽管各自有着不同的策略方针，但都在着重强调MR（混合现实）功能。

对消费者来说在衡量XR设备是否为必需品的前提下吸引力有限，但对产业链来说，有着定义新一代产品形态发展的意义，为此更有必要了解以光学、屏幕、芯片、交互、AI、3D引擎等领域的发展状况。

Pancake方案（图源：网络）

从传统的非球面透镜方案、菲涅尔透镜方案到Pancake折叠光路方案，VR光学模组的重量和体积进一步减小，Pancake方案还能做到比传统方案更佳的成像效果，得到了市场的认可。早期的Pancake方案主要应用于分体式VR头显，集中在观影投屏等场景，而菲涅尔透镜方案的市场占有率更高。

且因为贴膜、材料等生产工艺成本颇高，不同Pancake方案产品之间的成像效果也有所差异。

近两年，Pancake方案在6DoF VR一体机得以大范围的商业化应用，去年有以PICO 4 /4 Pro 、YVR 2、创维Pancake 1系列、联想ThinkReality VRX为代表性的采用Pancake方案的VR硬件产品。

Quest2和Quest3（图源：网络）

今年发布的Pancake方案VR硬件新品更多，苹果Vision Pro、Meta Quest 3、HTC VIVE XR Elite、Bigscreen Beyond、OPPO MR Glass、NOLO Sonic2和爱威尔IWEIER S6等VR头显，产品定位主要集中在C端，苹果Vision Pro的采用也证明了该技术在C端落地的必然性。

相比于VR光学，AR光学方案更加多样化，包括棱镜方案、Birdbath方案、自由曲面方案、离轴反射方案和光波导方案等，不同的光学方案所制造的产品差异非常大，且没有统一的产品形态。光波导方案（包括阵列光波导、衍射光波导）仍是近两年AR设备的主流方案。

图源：网络

以衍射光波导的技术路径为例，又可分为表面浮雕光栅（SRG）和体全息光栅（VHG）两类，制造工艺也大有不同，以浮雕光栅光波导为例，纳米压印和刻蚀工艺正在逐步优化。为了追求更轻薄的体积，不少厂商也开始采用树脂新材料。而阵列光波导得益于二维扩瞳技术的加持，获得了更大的FOV以及更小的光机体积。

VR显示方面，采用Fast-LCD屏幕显示方案的有不少，以Meta Quest 3/Quest Pro、PICO 4、大朋VR E4、奇遇MIX为代表，如今采用Micro-OLED屏幕的VR设备也开始增多，例如，苹果Vision Pro、Bigscreen Beyond、arpara 5K VR头显。

AR显示方面，多数AR设备都采用了Micro-OLED方案，它能做到分辨率高、功耗低、体积小，例如Rokid Max Pro、ARknovv A1、XREAL Air和Megane X等等。

Micro-LED亮度高，寿命长、功耗低、体积小，但成本较高，还面临着一些技术挑战，这项方案也得到了部分厂商的关注，雷鸟X2、INMO Go、nubia Neo Air等AR设备均搭载Micro-LED屏幕。今年光博会现场展示了多款单层全彩的Micro-LED。（相关内容可阅读：《万字梳理 | 2023光博会，从供应链技术看XR产业趋势》）

一款XR设备在硬件BOM成本方面，根据不同零部件来看，芯片和屏幕成本最高，其次是、光学器件、摄像头、传感器、电池、声学等其他组件。

在芯片方面，核心供应商包括高通、三星、华为、英特尔、英伟达、联发科等，而苹果则为Vision Pro搭载了自研的M2+R1芯片。

XR设备的芯片的发展经历了从手机处理器到XR专用芯片再到定制化芯片的过程，XR设备逐渐走向消费者，为应对AR和VR/MR不同场景的算力需求，对XR芯片的性能以及处理能力有了更高要求。（相关内容可阅读：《XR芯片，大家都想做》）

图源：高通

据了解，目前已有80+款XR设备采用了骁龙平台，高通占据了80%以上的VR设备市场份额，近期Meta Connect 2023大会上发布的Meta Quest 3和Ray-Ban Meta智能眼镜，分别搭载了第二代骁龙XR2和第一代骁龙AR1。

要实现XR人机交互，主要依靠各种输出/输入硬件和技术来实现：XR设备通过各种传感器和摄像头捕捉运动数据和空间数据，再将数据转化成代码并以此构建3D资产叠加到虚拟世界中。

要实现虚实融合的场景交互体验，主要VST技术将XR设备拍摄到的内容实时同步到屏幕上，并叠加虚拟内容。MR则是在Meta和苹果“力推”的下一代XR设备应用场景，离不开底层的环境理解和感知交互算法，涉及现实世界中物体与空间的位置和方向、虚拟内容的位置与体积，以及虚拟内容的渲染的数据，而且还要实时检测空间，锚定虚拟内容，对芯片性能来说是个巨大的挑战。（相关内容可阅读：《Vision Pro交互设计，苹果的阳谋》）

如今AI已成为主流趋势，将进一步与芯片能力结合，增强感知交互技术、高清显示、健康监测以及高速网络等功能，从而改善显示效果，提高用户体验。

人们在日常生活中所接触到的互联网内容大多都是2D平面的形式，交互并不多，但在元宇宙或是强调虚实融合的场景中，所有的内容都应该是3D的，而且可以进行长期且稳定流畅的交互。

底层技术支撑元宇宙构建，XR硬件设备为用户提供了元宇宙交互体验基础，在内容方面则需要3D内容进行填充，包括虚拟空间、虚拟数字人、虚拟物体等，这些内容都需要强大的图形渲染和开发工具，例如3D引擎或3D开发平台。

然而3D内容的生产则是目前元宇宙建设中高难度、高成本的环节，其种类繁多，要生产一个精细度高的3D模型，需要花费数小时到几天的时间，成本更是从几美元到上千美元不等。

不同类型的3D模型（图源：CGTrader）

除此之外，市面上不同的3D引擎之间操作系统不同、大部分工具和文件格式也彼此不兼容，跨平台难度增大，会造成更高额的试用成本。因此虚拟世界和元宇宙的建设更需要一个开放式标准来兼容各种格式的3D资产，并简化工作流程和规范化3D生态系统。

今年8月初，皮克斯、Adobe、苹果、Autodesk和英伟达，与Linux基金会旗下的联合开发基金会（JDF）宣布成立OpenUSD联盟（AOUSD），以促进USD（通用场景描述）技术的标准化、开发、迭代和发展。

现在市面上的3D引擎从业务类型可以分为游戏引擎、GIS引擎、仿真引擎等。目前有两大主流商业引擎Unity和虚幻引擎（Unreal Engine），而游戏引擎已经能够覆盖元宇宙接近40%的技术功能。通过AI技术的加持，能让低代码或无代码的创作成为现实，未来将有大量的开发者来支撑元宇宙内容的生产。

元宇宙是虚拟世界与现实世界相融的载体，但元宇宙仍处于发展初期,行业的发展与繁荣离不开从底层技术到上层内容生态建设的全面支撑。光学、屏幕、芯片、交互、AI、3D引擎等都是影响 VR/AR 产品以及生态的重要板块技术之间需要齐头并进以补齐木桶短板。

目前掣肘元宇宙发展的技术都有哪些？未来产业又会经历怎样的发展与迭代？

2023未来商业生态链接大会暨第八届金陀螺奖颁奖典礼（简称“FBEC2023”）由陀螺科技主办，将于2023年12月8日在深圳大中华喜来登酒店盛大召开。届时将特设“元生未来，共链价值”2023全球元宇宙产业核心技术论坛。本次论坛将聚焦于元宇宙技术，洞悉行业脉络以及前进方向。

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